一种利用水下激光冲击处理涡轮叶片残余应力的方法

为提高涡轮叶片疲劳寿命,探索了一种利用水下激光冲击强化方法处理涡轮叶片残余应力的技术。利用波长532 nm、脉宽10 ns、能量1.2～1.5 J、光斑直径1.0 mm的YAG激光器,对涡轮叶片榫齿部位进行了激光冲击强化处理。结果表明,水下激光冲击强化方法能有效消除、调整机械加工残余应力。当激光功率密度大于2.5 GW/cm~2且小于7.5 GW/cm~2时,随着功率密度的增加,表面残余应力也相应增加;当功率密度大于10.0 GW/cm~2后,表面残余压应力随功率密度的增加而明显降低;功率密度等于7.5G W/cm~2时,表面残余应力为-419.5 MPa,为最佳。     

激光增材制造技术常用金属材料激光吸收率测量

应用反射率测量装置对几种激光金属增材制造技术常用金属粉末和金属板材的激光吸收率进行间接测量。对比不同粒度、球形度金属粉末激光吸收率的大小;测量金属粉末和金属板材分别对1064nm红外激光和532nm绿光激光的吸收率大小。测量结果表明,粉末的球形度越好、粒径越大,粉末对激光吸收率越高;金属粉末和金属板材对1064nm激光的吸收率小于532nm激光的吸收率。测量结果可为这些金属材料的激光增材制造提供试验数据基础。     

1Cr11Ni2W2MoV钢制压气机叶片彩虹斑点故障分析

通过对1Cr11Ni2W2MoV钢制压气机叶片清洗后发生表面彩虹斑点故障的形貌、化学成分及其分布的研究,确定了钢制压气机叶片彩虹斑点故障原因,并针对性地制定了预防措施     

CL-208清洗剂对微晶玻璃超光滑表面低损伤清洗的影响

微晶玻璃因其良好的机械性能和较高温度下的化学稳定性而被用作激光陀螺反射镜基底材料，但两相多晶结构又使其清洗后易受腐蚀，损伤超光滑表面。通过对微晶玻璃化学稳定性进行分析，确定适宜清洗微晶玻璃超光滑表面的无腐蚀性清洗剂。通过对清洗剂体积浓度、清洗温度、清洗时间的研究，确定了清洗剂的清洗参数。根据优化后的工艺参数进行清洗，微晶玻璃超光滑表面粗糙度由清洗前的0.117nm降低到清洗后的0.061nm，接触角由清洗前的22.5°降低到清洗后的5.1°，镀膜后积分散射均值为8.0×10-6，最终获得微晶玻璃反射镜高洁净低损伤超光滑表面。     

空间植物栽培用OLED平板光源的设计与实现

针对空间植物栽培对光照的需求,研制了一种高效、高亮度,能在特殊环境中长时间稳定工作的叠层OLED平板光源样机。测试结果表明,该平板光源在15 V电压的驱动下,发光亮度高达2198 cd/m2,在电流密度为25 m A/cm2条件下,达到最大发光效率46.5 lm/W。根据器件EL光谱分析可知,其发射光谱范围在400~830 nm之间,分别在475 nm、551 nm和612 nm处出现蓝、绿、红三原色的发射峰,红橙光和蓝紫光较饱和,适合作植物栽培光源。     

K417合金激光冲击强化实验研究

为了提高K417合金的震动疲劳性能,利用波长为532nm,脉宽为10ns,能量为1.5J,冲击光斑尺寸为1.6mm的YAG激光器对K417试件进行了激光冲击强化处理。结果表明:激光冲击强化能有效提高K417合金振动疲劳性能,使材料107循环抗振动疲劳强度由110.5MPa提高至285MPa。     

532nm激光对TDI线阵推扫相机干扰效果评估

拟探讨激光对TDI(时间延迟积分)线阵推扫相机的干扰能力评估问题。实验中利用电动转台建立了激光干扰TDI线阵推扫相机的实验平台。评估理论方法上基于光学传递函数、成像对比度建立了一种干扰评估准则。获得了不同入瞳功率条件下的干扰图像。建立了激光干扰能力与图像对比度的关系,即在典型目标空间调制度对比度下降到0.01之后图像无法被人眼有效识别的判据条件。对获得的实验干扰图像进行分析表明,激光还能够对饱和区域外的图像造成有效干扰。在入瞳激光功率小于50mW时,532nm激光对Dalsa 4k、8kTDI线阵推扫相机的实验评估表明,干扰范围约为饱和区域的4倍。开展了532nm连续激光对TDI线阵推扫相机的干扰效果实验,建立了一种基于光学传递函数、成像对比度的干扰评估方法,并对实验结果进行了干扰效果评估。研究结果对图像评估以及激光防护等应用具有一定参考价值。     

碳化温度对C/C复合材料微观结构及热性能的影响

采用CVI PIC工艺制备了四种碳毡增强碳基复合材料(C/C), 其中对三种样品A、B、C在2 500℃进行了一次石墨化处理,样品D未进行石墨化处理。为与900℃碳化对比,研究了1 500℃碳化对复合材料微观结构及热性能的影响。结果表明:碳化温度由900℃提高到1 500℃后,样品A的开孔率下降11. 6% ~13. 5%, 1 000℃的xy向线膨胀系数由1. 75×10-6 /K增大到2. 17×10-6 /K; xy向和z向的800℃热导率分别由65. 07W/(m·K)、45. 98W/(m·K)增大到75. 44W/(m·K)、54. 86W/(m·K);xy向和z向的比热容分别由1. 70kJ/(kg·K)、1. 43kJ/(kg·K)增大到1. 79kJ/(kg·K)、2. 19kJ/(kg·K)。样品B和样品C也表现出基本相同的趋势;随着碳化温度由900℃提高到1 500℃,样品D中微晶尺寸由2nm增大到4nm。     

我国长度计量再上新水平

2005年6月16日，中国计量科学研究院研究的具有自主知识产权的532nm(纳米)碘稳定固体激光频率标准，通过了由国家质检总局组织的专家鉴定。这一重大科研成果，使我国长度基准由气体发展到固体，提高了长度计量的精确度，为我国更为准确地实现长度单位“米”定义的复现提供了新途径，标志着我国长度计量跃上新的台阶。     

军用直升机涡轴发动机清洗技术

简要介绍了涡轴发动机的清洗技术及其包括的主要内容,并以某涡轴发动机清洗工作为实例,对该发动机清洗前后的飞行试验数据进行了评估,结果表明该发动机清洗后比清洗前轴功率提高1.2%～2.6%,单位耗油率降低2%～3%。     

基于激光诱导荧光的高速飞行粒子低温段测温方法

针对当前高速飞行固体粒子在低温段测温困难的问题,提出了一种基于激光诱导荧光的固体测温方法来显示高速粒子飞行过程中的温度变化过程。使用掺杂罗丹明B染料的醋酸纤维粒子的600 nm荧光信号和激光的532 nm信号之比,能进一步排除激光光强波动对测温结果的干扰。对固体荧光粉末在20~80 ℃温度下的光谱学特征进行分析,研究发现:系统的荧光信号强度、温度灵敏度(80 ℃下温度系数为-0.012 5 ℃-1,20 ℃下温度系数为-0.037 9 ℃-1)、测量精度均随温度的下降显著上升,验证了该方法在低温段温度测量的应用潜力。基于该方法对高速气流下粒子撞靶的温度变化规律进行定性分析。      

MACH2 simulations of a micro laser ablation plasma thruster

In this work the detailed physical processes occurring in the high density plasma that is ejected from the solid propellant surface in a small laser ablation thruster are simulated using MACH2. Qualitative results of the laser ablation process that leads to propellant erupting from the surface and leaving behind a crater in a solid Teflon® propellant are presented. Simulations were conducted for a 0.5 μs laser pulse (FWHM) at 935 nm with laser pulse energy ranging from 20 μJ to 2 mJ. Simulation results indicate that crater diameter and depth increase with pulse energy. The impulse bit also increases with pulse energy. Specific impulse follows the opposite trend and decreases with laser pulse energy. The simulated impulse bit for a 2 mJ, 0.5 μs laser pulse over-predicts that reported in the literature for a 2 mJ, 2 ms laser ablation thruster pulse by approximately one order of magnitude and under-predicts the specific impulse by approximately one order of magnitude.     

倍频激光分离膜的损伤特性研究

从激光分离膜的热损伤原理出发,建立了1064nm波长激光分离膜的损伤方程,并给出了损伤阈值的求解过程,在理论上分析了1064nm波长激光对SiO2薄膜材料的损伤特性;文中运用仿真方法得出激光照射过陧中薄膜内温度场随杂质位置不同的分布曲线。     

氟化氢激光烧蚀铝靶冲量耦合系数实验

为了研究激光功率密度对氟化氢激光与铝靶相互作用过程中冲量耦合系数的影响,分别在大气和真空中,用聚焦后的激光烧蚀铝靶,通过改变聚焦到铝靶的光斑大小,得到冲量耦合系数和激光功率密度的关系,并将该实验结果与CO2激光和铝靶相互作用的实验结果进行比较。结果表明,氟化氢激光与铝靶相互作用得到的冲量耦合系数和激光功率密度的关系与CO2激光不同。大气和真空中,氟化氢激光与铝靶相互作用开始出现冲量传递的阈值分别约为8.03×106W/cm2和7.69×106W/cm2,并且这两种情况下,氟化氢激光器与铝靶相互作用得到的最大冲量耦合系数均高于CO2激光。     

Surface micro-texture on sapphire fabricated by laser ablation trajectory regulation

Fabrication of the surface micro-texture on the C-plane sapphire is undertaken by a355 nm Ultraviolet(UV) pulsed laser. The surface micro-textures of sapphire with different laser scanning line spacing ranging from 10 lm to 100 lm are obtained, where the selection range of scanning line spacing is controlled in the range of the groove width and plasma width to obtain a surface of high Peak-Valley(PV) value. A reasonable processing order is proposed to manufacture different types of surface micro...     

KrF激光对高速飞片的驱动特性研究

利用诱导空间非相干技术平滑的KrF准分子（248nm）激光驱动带有烧蚀层的平面靶，研究激光空间均匀性对产生完整飞片的影响，结果表明激光不均匀性在2％以下，能够产生完整的高速飞片，且完整飞片能够维持20ns以上不破裂；当激光不均匀性达到5％，激光引入流体力学不稳定性种子应很强，冲击波在靶内输运过程中不稳定性不断发展增强，到靶背时强到足以使飞片解体甚至气化，不能产生完整的飞片。为了获得尽可能高的飞片速度，采用激光与烧蚀层参数不匹配方法，使冲击波对飞片作多次加速。利用功率密度为1012 W/cm2的KrF激光与含50μm Kapton烧蚀层的5μm铝飞片作用，得到速度约10km/s的高速飞片，与模拟结果吻合得很好。     

激光选区熔化成型316L不锈钢工艺参数研究

针对激光选区熔化成型316L不锈钢工艺参数选择问题,采用单因素条件变量分析法,在激光选区熔化过程中,分析了激光功率、扫描速度对316L不锈钢成型零件表面粗糙度、致密度、硬度和尺寸偏差的影响规律。结果表明:当激光功率降低或者扫描速度提高时,内部能量密度减小,粉末熔化量减少,试样表面球化效应增强,孔隙缺陷增多,试样致密度减小、硬度降低;当激光功率提高或者扫描速度降低时,内部能量密度增大,粉末被过度烧蚀,产生较大的尺寸偏差,所形成熔道易塌陷,导致层间结合较差,试样性能降低。当激光功率为300 W、扫描速度为1000 mm/s时,能量密度适中,形成了较好的冶金结合,抗拉强度可达753 MPa,上表面硬度HRB能达到97.22。该项研究为316L不锈钢激光选区熔化工艺参数的合理选择提供了参考。     

激光重熔对喷射电沉积纳米结构镍涂层性能影响研究

采用喷射电沉积方法在45钢基体表面制备了纳米结构镍涂层,研究了激光重熔工艺对涂层性能的影响。用扫描电镜和X射线衍射仪对涂层表面形貌和晶粒尺寸进行分析,并对涂层做表面显微硬度测试和耐腐蚀性试验。结果表明:在优化的工艺参数下,喷射电沉积制备的镍涂层表面比较平整、结合较致密,由平均尺寸为13.7 nm的纳米晶颗粒组成,但涂层中仍存在一些孔隙及其它缺陷;经过激光重熔后,熔融区内的晶粒尺寸明显减小,涂层致密化程度有所提高并使涂层与基体由机械结合变为冶金结合,因此涂层的表面显微硬度和耐腐蚀性能得到明显的提高。     

Laser Hardening of Metals

The first experiments on hardening metals by laserpeening induced residual compressive stress in the sur-face of metals for improving their resistance to cracking,stress corrosion and fatigue took place more than 30years ago. However, only today, with the development ofhigh-intensity pulse repetitive rate lasers, this methodstarts to compete to traditional peening, which use influ-ence of small metal balls.Laser peening uses pulses with high intensity 109￣1010 W/cm2 [1]. The laser energy abso…