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Microstructures and mechanical properties of laser-directed energy deposited CrCoNi medium-entropy alloy
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作者 Wen-Jie Zhao Chang-Yu Liu +5 位作者 Peng-Cheng Che Zhi-Liang Ning Hong-Bo Fan Jian-Fei Sun Yong-Jiang Huang Alfonso H.W.Ngan 《Rare Metals》 SCIE EI CAS CSCD 2024年第7期3286-3300,共15页
The distinctive intrinsic heat treatment(IHT)originating from cyclic reheating in the laser-directed energy deposition(LDED) has attracted growing attention in recent years.In this investigation,simulations and experi... The distinctive intrinsic heat treatment(IHT)originating from cyclic reheating in the laser-directed energy deposition(LDED) has attracted growing attention in recent years.In this investigation,simulations and experimental characterizations were performed to examine the impact of IHT on the micros true ture and mechanical properties of LDED-fabricated CrCoNi medium-entropy alloy(MEA).The results show that the intensity of the IHT is proportional to the utilized laser energy density(LED).As the LED increased,significant dynamic recrystallization and grain refinement occurred within the alloy due to the enhanced intensity of IHT.However,the high LED leads to severe hot cracking within the as-built MEA,resulting in inferior ductility.By decreasing LED,the hot cracking was effectively eliminated.Meanwhile,low LED weakened the intensity of IHT and consequently inhibited kinetic conditions of dynamic recrystallization,resulting in a heterogeneous grain structure characterized by multi-scale-sized grains.This structure provides significant hetero-deformation-induced hardening during plastic deformation,enabling the alloy to have a sustainable work-hardening capacity.We expect that this work will have implications in taking full advantage of the unique IHT of the LDED process to fabricate ME As with excellent metallurgical quality and mechanical performance. 展开更多
关键词 Intrinsic heat treatment laser-directed energy deposition CrCoNi MEA Dynamic recrystallization Heterogeneous grain structure
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Influence of tungsten particle size on microstructure and mechanical properties of high strength and tough tungsten particle-reinforced nickel-based composites by laser-direct energy deposition
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作者 Wenji Song Dengzhi Wang +7 位作者 Congwen Tang Pengfei Sun Jiaxing Yang Zhidong Xu Tao Lai Jianqiang Gong Qianwu Hu Xiaoyan Zeng 《Journal of Materials Science & Technology》 SCIE EI CAS CSCD 2024年第5期213-227,共15页
Tungsten(W)particle-reinforced nickel(Ni)-based composites were fabricated via laser-direct energy de-position(L-DED).The influence of the W particle size on the microstructure and mechanical properties of the deposit... Tungsten(W)particle-reinforced nickel(Ni)-based composites were fabricated via laser-direct energy de-position(L-DED).The influence of the W particle size on the microstructure and mechanical properties of the deposited samples was systematically studied.The results indicate that refining the W particle size could refine theγ-Ni grains and subgrains,thin the(Ni,Cr)_(4)W interface layer,and increase the disloca-tion density of the intergranular matrix,thus improving the tensile strength and elongation of the L-DED samples.As W particle size decreased from 75 to 150μm to 6.5-12μm,the tensile strength and elonga-tion of the deposited samples increased by 150 MPa and 2.9 times to 1347.6±15.7 MPa and 17.5±0.4%,respectively.Based on the properties of the interface(Ni,Cr)_(4)W,a load-transfer efficiency factor suitable for this composite was proposed and the load-transfer strengthening formula was optimized.A quanti-tative analysis of the strengthening mechanisms was established considering load-transfer strengthening,Hall-Petch strengthening,thermal-mismatch strengthening,and solid-solution strengthening.The calcu-lated contribution of each strengthening mechanism to the yield strength and theoretical calculations were in good agreement with the experimental data.The article breaks the bottleneck of poor plasticity of W particle-reinforced Ni-based composites prepared by L-DED and provides a theoretical basis for the construction design of W particle-reinforced Ni-based composites with excellent mechanical properties. 展开更多
关键词 laser-direct energy deposition(L-DED) Tungsten particle reinforcements Mechanical property Strengthening mechanism
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通信激光器及其调制技术研究进展
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作者 高晓梅 舒玉婷 +4 位作者 梁静远 王慧琴 赵黎 宋鹏 柯熙政 《光通信研究》 北大核心 2024年第2期88-99,共12页
在光通信领域,激光器及其调制带宽、调制速率对无线光通信至关重要。对半导体激光器信号的调制方式主要有内调制和外调制两种。这两种调制技术具有各自的特点,适用于光纤通信中的不同领域,都是当前重要的研究热点。内调制激光器又称为... 在光通信领域,激光器及其调制带宽、调制速率对无线光通信至关重要。对半导体激光器信号的调制方式主要有内调制和外调制两种。这两种调制技术具有各自的特点,适用于光纤通信中的不同领域,都是当前重要的研究热点。内调制激光器又称为直接调制激光器,因其具有高速传输以及低成本的特点,成为目前应用在第五代移动通信技术(5G)前传和数据中心中的高性价比光源。而外调制激光器不存在光源附加的Chirp,所以可以有效地克服光纤色散造成的复合二次差拍(CSB)失真。文章在回顾通信激光器及其调制技术发展历程的基础上,介绍了西安理工大学在该领域所做的工作以及取得的主要进展。针对半导体激光器发生非线性失真的内外因素进行讨论,仿真响应特性各参数、线性化补偿方法以及功率控制系统对光发射器件输出光源的作用,并分析了温度的起伏对激光器和调制器件输出功率产生的影响。采用折射率椭球基本理论和数值分析,分别在纵向和横向调制下,讨论出射光强随温度的变化趋势。结果表明,纵向调制下出射光光强随温度的变化趋势只与铌酸锂(LN)晶体折射率的变化有关;横向调制下出射光光强随温度的变化趋势不仅要受到晶体折射率的影响,还要受到晶体尺寸及其膨胀系数的影响,因此可以利用特殊尺寸的晶体来提高电光调制器的温度稳定性。 展开更多
关键词 无线光通信 激光器 直接调制 外调制 响应特性
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激光定向能量沉积DD405单晶高温合金的裂纹形成机制研究
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作者 李金国 郭以沫 +5 位作者 卢楠楠 朱泓雨 梁静静 张光睿 周亦胄 孙晓峰 《航空制造技术》 CSCD 北大核心 2024年第17期20-29,共10页
采用激光定向能量沉积技术制备了第二代单晶高温合金DD405薄壁结构,通过试验和理论相结合的手段对单晶高温合金在激光定向能量沉积过程中的热裂纹形成机制进行分析和探究。结果表明,热裂纹的形成是由应力集中、液膜稳定性和碳化物析出相... 采用激光定向能量沉积技术制备了第二代单晶高温合金DD405薄壁结构,通过试验和理论相结合的手段对单晶高温合金在激光定向能量沉积过程中的热裂纹形成机制进行分析和探究。结果表明,热裂纹的形成是由应力集中、液膜稳定性和碳化物析出相3个因素所决定的。由于激光定向能量沉积过程的逐层叠加,残余应力随着沉积高度递增,因此沉积区存在高水平的残余拉应力。沉积区的晶界处会出现显著的应力集中,液膜在两侧拉应力作用下发生撕裂导致裂纹萌生。液膜稳定性与相邻晶粒间的晶界角度密切相关,当大角晶界大于40°时,会在拉应力的驱动下形成热裂纹。MC型碳化物析出相通过“钉扎作用”抑制液相补缩及弱化与基体之间结合强度等作用进一步促进了热裂纹形成。 展开更多
关键词 单晶高温合金 热裂纹 激光定向能量沉积 残余应力 薄壁结构
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美国定向能机动近程防空计划进展分析
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作者 易亨瑜 锁兴文 +1 位作者 易欣仪 齐予 《应用光学》 CAS 北大核心 2024年第3期485-494,共10页
美国定向能机动近程防空(directed energy maneuver-short range air defense,DE M-SHORAD)计划通过击伤、摧毁或压制旋转翼无人机、固定翼无人机以及火箭弹、火炮炮弹、迫击炮弹(rockets,artillery and mortar,RAM)等威胁目标,为机动... 美国定向能机动近程防空(directed energy maneuver-short range air defense,DE M-SHORAD)计划通过击伤、摧毁或压制旋转翼无人机、固定翼无人机以及火箭弹、火炮炮弹、迫击炮弹(rockets,artillery and mortar,RAM)等威胁目标,为机动部队提供伴随防空,对抗新兴威胁,属于美国陆军防空反导现代化的优先项目之一。首先介绍了DE M-SHORAD研制计划;其次详细分析了系统结构,并由系统参数评估了系统的作战性能;最后梳理了系统的研制进展。通过综合分析可知,DE M-SHORAD系统采用最佳组件,通过快速原型方法实现激光武器系统在装甲车上的集成;为降低技术风险,该计划在发展方式上分为两个阶段,首先集成、测试2 kW~5 kW机动实验型高能激光器(mobile experimental high-energy laser,MEHEL),然后再研制50 kW级的多任务高能激光器(multi-mission high-energy laser,MMHEL)。经计算可得:MEHEL和MMHEL对无人机的最大射程分别约为0.77 km、4.8 km。 展开更多
关键词 激光技术 定向能机动近程防空系统 快速原型 激光武器 高能激光 装甲车
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激光定向能量沉积Al-Mg-Sc-Zr修复5083-H112铝合金的组织和性能 被引量:2
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作者 徐荣 王文军 +3 位作者 祝弘滨 李瑞迪 折洁 袁铁锤 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期40-49,共10页
激光定向能量沉积增材修复技术具有时间短、效率高、成本低、力学性能好等优点,具有很大的发展潜力。采用Al-7.5Mg-0.3Sc-0.28Zr作为修复材料对轨道交通用5083-H112铝合金进行激光修复实验,得到了致密、无缺陷的修复试样,并对其组织和... 激光定向能量沉积增材修复技术具有时间短、效率高、成本低、力学性能好等优点,具有很大的发展潜力。采用Al-7.5Mg-0.3Sc-0.28Zr作为修复材料对轨道交通用5083-H112铝合金进行激光修复实验,得到了致密、无缺陷的修复试样,并对其组织和性能进行研究,探讨了激光修复铝合金的可行性。结果表明,熔合线附近过渡区可划分为修复区、部分熔化区、热影响区和母材。修复区为完全等轴晶,由平均晶粒尺寸为4.95μm的细晶带和18.34μm的粗晶区组成。从修复区到部分熔化区再到热影响区的过渡区域,Al元素含量逐渐升高,Mg元素含量逐渐下降,硬度逐渐下降,修复后母材未被软化。由于激光增材制造技术的快速凝固,在熔合线附近的细晶带有较大的应力集中,由于较小的热输入在部分熔化区、热影响区的残余应力较小。修复试样的屈服强度为(152±2)MPa,为母材的89.4%;抗拉强度为(305±5)MPa,为母材抗拉强度的100%;伸长率为(15.5±0.5)%,为母材的85.2%;断裂发生在强度较弱的母材。高性能的激光修复铝合金是可实现的,具有广泛的应用前景。 展开更多
关键词 5083-H112 激光定向能量沉积 激光修复铝合金 过渡区 显微组织 拉伸性能
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水平定向结晶法生长浓度渐变Yb∶YAG激光晶体及光谱性能研究
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作者 丁雨憧 张灵 +4 位作者 李海林 张月 唐杨 强铭 林辉 《人工晶体学报》 CAS 北大核心 2024年第10期1688-1698,共11页
本文采用水平定向结晶(HDC)法成功生长出180 mm×81 mm×16 mm的浓度渐变Yb∶YAG激光晶体,从放肩部位和尾部分别获取了尺寸为40 mm×40 mm×7 mm、70 mm×70 mm×7 mm的Yb∶YAG激光晶体板条各两件。采用632 nm... 本文采用水平定向结晶(HDC)法成功生长出180 mm×81 mm×16 mm的浓度渐变Yb∶YAG激光晶体,从放肩部位和尾部分别获取了尺寸为40 mm×40 mm×7 mm、70 mm×70 mm×7 mm的Yb∶YAG激光晶体板条各两件。采用632 nm激光、偏光应力仪对晶体板条的光学性质进行检测,实验结果发现靠近晶坯自由表面的板条内部通透,无散射光路,应力较小且分布均匀,表明该晶体板条具有优异的光学质量。进一步测试分析了晶体板条不同位置处的吸收光谱,根据935 nm波长处的吸收系数计算出Yb^(3+)的掺杂浓度,发现40 mm×40 mm×7 mm的激光晶体板条中Yb^(3+)掺杂浓度沿晶体生长方向逐步增加,浓度梯度约为0.42%/cm;而70 mm×70 mm×7 mm的激光晶体板条中Yb^(3+)掺杂浓度几乎保持不变,约为4.50%。 展开更多
关键词 浓度渐变 光谱性能 Yb∶YAG 水平定向结晶法 激光晶体
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PBL结合情景教学在激光辅助超声桡动脉穿刺教学中的应用
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作者 李志文 宋雪松 +2 位作者 赵壮 潘树 韩丹 《国际老年医学杂志》 2024年第5期631-635,共5页
目的探究以问题为导向的学习法(PBL)与情景教学法相结合的创新模式在激光辅助超声桡动脉穿刺技术教学中的应用效果,以提升学生的实践能力和临床技能。方法选取2022-2023年在吉林大学第一医院麻醉科进行住院医师培训的40名学生,随机信封... 目的探究以问题为导向的学习法(PBL)与情景教学法相结合的创新模式在激光辅助超声桡动脉穿刺技术教学中的应用效果,以提升学生的实践能力和临床技能。方法选取2022-2023年在吉林大学第一医院麻醉科进行住院医师培训的40名学生,随机信封法分为传统教学组(对照组)18名和PBL结合情景教学组(结合组)22名。对照组接受传统教学方式,结合组以问题为基础,结合真实临床情景进行教学。通过基础理论知识和直接观察操作技能(DOPS)评估,对两组学生教学效果进行比较分析,并比较两组学生的临床能力。结果结合组在临床操作技能考核中,对物品准备、无菌操作及穿刺评分等技能操作的DOPS评估均明显优于对照组(P<0.05);临床能力考核Mini-CEX评估,结合组在医疗面谈能力、人文关怀、临床诊断、整体临床能力方面均明显优于对照组(P<0.05);教学效果的调查问卷,结合组在临床思维能力和操作能力方面认可人数明显多于对照组(P<0.05)。结论PBL结合情景教学模式明显优于传统教学,学生的临床能力和技能操作更佳,教学效果显著。 展开更多
关键词 问题为导向的学习法 情景教学 激光辅助超声桡动脉穿刺 直接观察操作技能
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太赫兹激光通信的信道均衡设计
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作者 李欣 武狄 《激光杂志》 CAS 北大核心 2024年第10期180-185,共6页
为了提升激光通信信道的利用率,消除码间干扰,设计太赫兹激光通信的信道均衡方法。基于太赫兹频段下的激光通信网络结构,选取统计学数学方法构建激光通信网络的信道模型。利用太赫兹频段直扩配准方法,处理信道均衡器的多个输出,配准激... 为了提升激光通信信道的利用率,消除码间干扰,设计太赫兹激光通信的信道均衡方法。基于太赫兹频段下的激光通信网络结构,选取统计学数学方法构建激光通信网络的信道模型。利用太赫兹频段直扩配准方法,处理信道均衡器的多个输出,配准激光通信信道。将信道均衡器输出的通信信号视为有限脉冲响应的滤波器,利用伪噪声序列构建Toeplitz结构感测矩阵,估计激光通信信道相位。基于信道的伪随机序列,利用信道相位生成激光通信信道冲击响应,考虑信道的并行通信,实现太赫兹激光通信网络信道均衡化处理。实验结果表明,该方法可以实现太赫兹激光通信的信道均衡,通信误码率低于0.001,信道均衡性能优越。 展开更多
关键词 太赫兹 激光通信 信道均衡设计 直扩配准方法 冲击响应 并行通信
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空间整形飞秒激光高效制备纳米光栅
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作者 赵昶栋 刘永刚 +6 位作者 魏文卿 张航 邓琥 刘泉澄 胡建波 尚丽平 李占锋 《强激光与粒子束》 CAS CSCD 北大核心 2024年第8期1-8,共8页
针对常规物镜聚焦飞秒激光光斑较小,难以单次直写加工成型大面积纳米光栅结构的问题,提出了利用空间狭缝整形的飞秒激光脉冲直写方法。通过开展单晶硅表面纳米光栅结构对加工系统的参数依赖关系研究,获得入射整形飞秒激光能量密度8.00μ... 针对常规物镜聚焦飞秒激光光斑较小,难以单次直写加工成型大面积纳米光栅结构的问题,提出了利用空间狭缝整形的飞秒激光脉冲直写方法。通过开展单晶硅表面纳米光栅结构对加工系统的参数依赖关系研究,获得入射整形飞秒激光能量密度8.00μJ/cm^(2)、扫描速度9 mm/s、狭缝宽度0.40 mm的优化条件。采用SEM、AFM等手段对光栅进行微观表征,结果表明,单次扫描所制备的纳米光栅结构具有极高的宽度(41.20μm),说明提出的方法可以显著提升一次成型大面积纳米光栅结构的制备效率。 展开更多
关键词 飞秒激光直写 空间整形 纳米光栅 纵横比
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小型化中红外直接吸收CO_(2)光谱仪
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作者 刘婧怡 潘越 +3 位作者 姚路 于丽婷 李惠 阚瑞峰 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第9期1330-1337,共8页
二氧化碳(Carbon Dioxide,CO_(2))是一种关键的温室气体,对地球气候和生态系统调节有重要作用,准确检测痕量CO_(2)浓度对评价温室效应意义重大。一般情况下,气体分子在中红外光谱范围存在强吸收,可以实现高灵敏探测,因此,以4.219μm中... 二氧化碳(Carbon Dioxide,CO_(2))是一种关键的温室气体,对地球气候和生态系统调节有重要作用,准确检测痕量CO_(2)浓度对评价温室效应意义重大。一般情况下,气体分子在中红外光谱范围存在强吸收,可以实现高灵敏探测,因此,以4.219μm中红外波段的带间级联激光器为光源结合可调谐半导体激光吸收光谱技术(Tunable Diode Laser Absorption Spectroscopy,TDLAS)设计了小型化CO_(2)监测仪器。在不同标气浓度下对仪器进行了标定,并通过分析Allan方差,得出积分时间在8.7 s时对应的最低检测限为16.6×10^(-9),满足温室效应研究对CO_(2)气体的高灵敏测量需求。采用仪器对大气CO_(2)连续监测8天,并与商用仪器LGR进行对比,充分验证了小型化CO_(2)监测仪器的可靠性,以及中红外光源与TDLAS技术相结合的气体浓度检测方法在大气CO_(2)准确测量方面的可行性。该系统具有结构简单、体积小、功耗低和质量轻的特点,为建设空基无人机平台的CO_(2)监测能力提供了技术支持。 展开更多
关键词 激光吸收光谱技术 二氧化碳 中红外可调谐二极管激光 直接吸收 小型化
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可见光波段多路激光合束及闭环校正技术研究
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作者 徐新行 李高生 +1 位作者 谢兵 韩旭东 《中国光学(中英文)》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期342-353,共12页
为了实现可见光波段多路不同波长激光的周期性闭环校正,设计了一种具有光束指向和位置偏差独立监测与调节的激光合束系统。首先,根据系统的应用需求,提出了合束系统的设计指标与整体合束方案。然后,在合束方案的基础上,建立了合束系统... 为了实现可见光波段多路不同波长激光的周期性闭环校正,设计了一种具有光束指向和位置偏差独立监测与调节的激光合束系统。首先,根据系统的应用需求,提出了合束系统的设计指标与整体合束方案。然后,在合束方案的基础上,建立了合束系统的光束控制模型,并通过数值仿真得到了合束系统光束控制的解算方法。闭环合束系统通过光束指向和位置监测装置分别实现合束激光指向偏差与位置偏差的独立监测,并根据监测结果进行光束调节装置控制量的解算;进而通过两维摆镜和一维平移台分别实现光束指向和位置偏差的独立高效调节。最后,采用两路不同波长的激光束,配合光束监测与调节装置,搭建了闭环合束模拟实验平台,对周期性闭环合束系统的合束效果进行了验证。实验结果表明:在长时间的工作过程中,两路激光均实现了与基准光路的精密合束,合束指向精度优于±7μrad,位置精度优于±0.84 mm。本研究所组建的激光合束系统不仅具有合束精度高、校正速度快、光路扩展性强的优势,而且可实现激光束的周期性闭环校正,能够有效保证合束激光的长期工作稳定性。 展开更多
关键词 激光合束 光束监测 光束控制 指向偏差 位置偏差
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激光直接沉积成形Ni_(3)Al合金的微观组织及热处理研究
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作者 岳锦涛 庞建明 +2 位作者 赵琳 朱逸超 梁耀健 《热加工工艺》 北大核心 2024年第17期89-93,共5页
研究了激光直接沉积成形高硼Ni_(3)Al合金的微观组织及热处理对合金的影响。结果表明,激光沉积Ni_(3)Al合金组织主要由γ+γ'共晶相、γ'相和硼化物组成。固溶处理时,形状不规则的γ'相和硼化物发生固溶,但随着固溶温度的升... 研究了激光直接沉积成形高硼Ni_(3)Al合金的微观组织及热处理对合金的影响。结果表明,激光沉积Ni_(3)Al合金组织主要由γ+γ'共晶相、γ'相和硼化物组成。固溶处理时,形状不规则的γ'相和硼化物发生固溶,但随着固溶温度的升高,合金组织中会有β-NiAl相析出;时效过程中,γ'相和硼化物会从基体相中重新析出,新生γ'相和硼化物更加细小、弥散。经过1080℃×4 h,AC+900℃×10 h,AC固溶时效处理后,合金不仅获得了细小弥散的γ'相和硼化物强化组织,且有效抑制了β-NiAl相析出,使得合金力学性能得到了很好的改善。 展开更多
关键词 Ni_(3)Al 激光直接沉积 硼化物 微观组织 热处理
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超声振动方向对激光定向能沉积Inconel 718性能影响研究
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作者 范伟光 李燕乐 +4 位作者 牛家亭 戚小霞 潘忠涛 李剑峰 李方义 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第13期44-54,共11页
目的面向激光定向能沉积表面改性及再制造发展需求,揭示超声振动方向对激光定向能沉积Inconel 718零件的影响机制,为超声辅助激光定向能沉积高质量成形提供参考。方法开展多方向超声振动辅助激光定向能沉积Inconel 718零件试验,结合原... 目的面向激光定向能沉积表面改性及再制造发展需求,揭示超声振动方向对激光定向能沉积Inconel 718零件的影响机制,为超声辅助激光定向能沉积高质量成形提供参考。方法开展多方向超声振动辅助激光定向能沉积Inconel 718零件试验,结合原位熔池监测技术,研究沉积方向、搭接方向和扫描方向超声振动对熔池流动行为、微观结构和力学性能的影响。结果不同方向超声振动显著影响了熔池的动态流动行为,其中搭接方向超声振动使熔池润湿面积提高了86.4%,并且形状更为规则,拖尾现象得到改善。微观组织细化方面,扫描方向振动效果最佳,晶体直径细化了46.9%,水平方向的晶体等轴晶转变优于沉积方向,而在沉积方向振动下,Laves相点球化和减少最为明显。相较于对照组的显微硬度210.4HV0.2,添加沉积、搭接和扫描方向超声振动后分别提高到了232.5HV0.2、230.9HV0.2和233.9HV0.2,变化趋势与晶体直径变化趋势基本一致。水平方向超声振动影响下,特别是扫描方向的超声振动在提高材料强度的同时,还在一定程度上保持了材料的延展性;在搭接方向上,超声振动辅助显示出较好的各向异性消除能力,获得了优异的硬度、强度和塑性匹配。结论不同方向超声振动,通过不同方向的惯性力和热流改善了熔池的动态流动性,其中搭接方向超声振动在扩大熔池润湿面积和改善熔池动态形状方面具有优异的综合能力。由于超声强度方向性传播衰减和引起不同的声压梯度,微观组织细化和Laves相的细小点球状消减分别在扫描方向和沉积方向上最为显著,这些变化引起了显微硬度和拉伸性能的相关性提升。超声振动还均衡了材料的力学性能,提高了抗拉强度、屈服强度和延展性,尤其在搭接方向上,显示出较好的各向异性消除能力。可根据具体需求目标,选用相应的超声振动方向或者复合使用,以获得优异的Inconel 718零件熔池流动、微观形貌和力学性能匹配。 展开更多
关键词 激光定向能沉积 Inconel 718合金 超声振动方向 熔池流动 微观结构 力学性能
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激光线能量密度对75W-FeCoNiCr合金微观组织及力学性能的影响
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作者 赵伟 韩勇 +2 位作者 袁媛 黄丽婷 刘瑛 《中南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期3022-3031,共10页
利用FeCoNiCr高熵合金为黏结相,并采用激光定向能量沉积(L-DED)方法制备新型75W-FeCoNiCr合金,研究激光线能量密度对合金相组成、相对密度、微观组织及力学性能的影响。研究结果表明,在线能量密度为157.14~325.00 J/mm时,不同线能量密... 利用FeCoNiCr高熵合金为黏结相,并采用激光定向能量沉积(L-DED)方法制备新型75W-FeCoNiCr合金,研究激光线能量密度对合金相组成、相对密度、微观组织及力学性能的影响。研究结果表明,在线能量密度为157.14~325.00 J/mm时,不同线能量密度下的合金相组成没有明显变化,均由BCC-W相、TCP金属间化合物析出相Co_(7)W_(6)相和FCC-FeCoNiCr黏结相组成。随着线能量密度的增大,成分过冷度增加,析出相长大速率加快,其形态由板状/胞状向树枝晶状转变,并且粒径从1μm增加到8μm左右。随着线能量密度的升高,合金的致密度、显微硬度和压缩强度均呈现先升高后降低的趋势。当线能量密度为166.67 J/mm时,析出相主要为均匀胞状结构,此时,合金的致密度、显微硬度和压缩强度均达最高值,分别为98.4%、656 MPa和2261 MPa。 展开更多
关键词 钨合金 高熵粘接相 激光定向能量沉积 线能量密度 熔池形貌
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基于熔池热历史的陶瓷增强金属基复材激光定向能量沉积质量实时监测方法
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作者 陈颖 黄海鸿 +1 位作者 徐鸿蒙 刘志峰 《计算机集成制造系统》 EI CSCD 北大核心 2024年第11期3943-3953,共11页
针对激光定向能量沉积(L-DED)制备陶瓷增强金属基复合材料(CRMMC)过程中成形质量不稳定的问题,提出一种基于熔池热历史的CRMMC质量监测方法。为实现在CPU硬件上的实时监测,构建了单路结构的轻量级全深度可分离卷积神经网络模型(FD-Net)... 针对激光定向能量沉积(L-DED)制备陶瓷增强金属基复合材料(CRMMC)过程中成形质量不稳定的问题,提出一种基于熔池热历史的CRMMC质量监测方法。为实现在CPU硬件上的实时监测,构建了单路结构的轻量级全深度可分离卷积神经网络模型(FD-Net)。输入9个不同激光能量制备不同状态的CRMMC成形质量,使用红外热像仪同步采集熔池红外图像作为数据集训练和测试FD-Net,并与当前先进的轻量级卷积神经网络(CNN)模型进行性能对比。结果表明:FD-Net在Inter-CPU上以7.90ms/帧的推理时间实现了高精度监测,显著低于其他CNN模型,证明所提方法可在工业微型计算机上实现CRMMC质量状态的实时监测。 展开更多
关键词 熔池热历史 卷积神经网络 陶瓷增强金属基复材 激光定向能量沉积 红外图像
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基于边缘梯度搜索的激光定向能量沉积熔池尺寸提取方法 被引量:1
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作者 苗立国 邢飞 +4 位作者 史建军 柴媛欣 闫成鑫 卞宏友 孙海江 《材料导报》 EI CSCD 北大核心 2024年第2期213-219,共7页
针对激光定向能量沉积过程中存在熔池弱边缘导致熔池宽度难以准确提取的问题,本工作基于熔池边缘灰度梯度变化差异,提出了一种基于边缘梯度搜索模型的熔池宽度提取方法。为了得到精确的熔池尺寸,首先基于数学形态学的方法对熔池图像进... 针对激光定向能量沉积过程中存在熔池弱边缘导致熔池宽度难以准确提取的问题,本工作基于熔池边缘灰度梯度变化差异,提出了一种基于边缘梯度搜索模型的熔池宽度提取方法。为了得到精确的熔池尺寸,首先基于数学形态学的方法对熔池图像进行预处理得到粗定位边缘,然后通过试验确定弱边缘梯度阈值,最后采用边缘梯度搜索模型对粗定位边缘进一步分割得到精分割边缘,使用椭圆拟合法进行边缘拟合得到熔池宽度,试验结果表明该方法具有良好的熔池宽度检测精度。 展开更多
关键词 激光定向能量沉积 边缘提取 边缘梯度搜索 椭圆拟合
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激光定向能量沉积Ti-6Al合金的组织与性能研究
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作者 袁晓慧 李瑞迪 +2 位作者 柯林达 候亚平 肖鹏 《铸造技术》 CAS 2024年第9期838-846,共9页
激光定向能量沉积成形钛合金具有高效快速、材料利用率高等优势,但其较大的冷却速率及温度梯度等固有特性使得成形的钛合金容易出现各向异性,因此有必要对激光定向能量沉积钛合金不同平面及不同方向上的组织与性能进行研究。选定Ti-6Al... 激光定向能量沉积成形钛合金具有高效快速、材料利用率高等优势,但其较大的冷却速率及温度梯度等固有特性使得成形的钛合金容易出现各向异性,因此有必要对激光定向能量沉积钛合金不同平面及不同方向上的组织与性能进行研究。选定Ti-6Al合金作为研究对象,采用光学显微镜、X射线衍射仪、扫描电镜和电子背散射衍射对激光定向能量沉积Ti-6Al合金物相、微观组织形貌和晶粒特征进行研究。结果表明,合金中只存在单一的α相,该物相为HCP结构;Ti-6Al合金不同成形高度表现出不同的微观组织特征,即沿着构建方向,底部为细小的等轴晶,中间为柱状晶,顶部为等轴晶/近等轴晶。在XOY面的平均晶粒尺寸最小,为22.2519μm;YOZ面存在最大的晶粒尺寸,为38.9408μm。在3个不同平面中,XOY面的小角度晶界体积分数最高,为19.5%;YOZ面小角度晶界体积分数最低,为12.2%。沿Z方向上,即与建造方向平行时抗拉强度最高,为669.94 MPa,相应的伸长率为13.9%;沿X方向上抗拉强度为560.55 MPa,其相应的伸长率最低,为11.4%。 展开更多
关键词 Ti-6Al合金 激光定向能量沉积 各向异性 微观组织 力学性能
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定向能武器在电磁空间的运用
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作者 吴涛涛 夏良斌 曹登杰 《国防科技》 2024年第2期69-75,共7页
为探讨以激光武器和高功率微波武器为代表的定向能武器在电磁空间中的作战应用,采用演绎和类比的研究方法,从电磁频谱的物理原理和战争基本规律出发,论述电磁空间的基本性质、电磁火力的基本特点、电磁精确战的基本原理,以及定向能武器... 为探讨以激光武器和高功率微波武器为代表的定向能武器在电磁空间中的作战应用,采用演绎和类比的研究方法,从电磁频谱的物理原理和战争基本规律出发,论述电磁空间的基本性质、电磁火力的基本特点、电磁精确战的基本原理,以及定向能武器的基本定位、优势劣势、软硬杀伤。分析定向能武器在电磁空间的信息破坏力与信息创造力,梳理总结定向能武器的主要作战场景及运用方式,最后就加快定向能武器走向实战提出建议。 展开更多
关键词 定向能武器 电磁空间 高能激光 高功率微波
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超高温氧化物陶瓷激光增材制造及组织性能调控研究进展
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作者 陈乾 苏海军 +3 位作者 姜浩 申仲琳 余明辉 张卓 《无机材料学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2024年第7期741-753,共13页
氧化物陶瓷具有高硬度、高强度以及优异的抗氧化和抗腐蚀性能,是高性能发动机极端高温、燃气腐蚀、氧化服役环境用重要的候选高温结构材料,在航空航天用高端装备领域具有广阔的应用前景。与传统陶瓷制备技术相比,激光增材制造技术能够... 氧化物陶瓷具有高硬度、高强度以及优异的抗氧化和抗腐蚀性能,是高性能发动机极端高温、燃气腐蚀、氧化服役环境用重要的候选高温结构材料,在航空航天用高端装备领域具有广阔的应用前景。与传统陶瓷制备技术相比,激光增材制造技术能够一步实现从原材料粉末到高性能结构件的一体化高致密成型,具有柔性度好、成型效率高的特点,可以快速制备高性能、高精度、大尺寸复杂结构部件。近年来,基于液固相变发展的熔体生长氧化物陶瓷激光增材制造技术已成为高温结构材料制备技术领域的前沿研究热点之一。本文首先概述了激光增材制造技术的基本原理,着重介绍了选区激光熔化与激光定向能量沉积两种典型激光增材制造技术的工艺特点。在此基础上,重点阐述了利用激光增材制造技术制备不同氧化物陶瓷的组织特征及工艺参数对微观组织的影响规律,并总结比较了不同体系氧化物陶瓷力学性能的差异。最后,对该领域存在的问题进行了梳理和分析,并对未来的发展趋势进行了展望。 展开更多
关键词 超高温氧化物陶瓷 激光增材制造 选区激光熔化 激光定向能量沉积 组织调控 综述
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