浙江工业大学激光加工技术工程研究中心, 浙江 杭州 310014
采用大功率连续横流CO2激光对化学复合镀NiAl/纳米Al2O3复合镀层进行激光熔凝处理，并对熔凝层的抗高温氧化性能进行研究。采用X射线衍射仪（XRD）、扫描电镜（SEM）和能谱仪（EDS）等分别对高温氧化前后的表面形貌、物相组织和元素组成进行表征分析。与复合镀层和基体试样相比，激光熔凝后表面抗高温氧化性能明显提高，这一方面与激光熔凝镀层中的金属间化合物NiAl2O4、Ni0.77AlFe0.23在800 ℃时具有良好的抗高温氧化性有关，另一方面是由于激光熔凝后镀层表面形成了连续致密的氧化膜。
激光技术 激光熔凝 化学复合镀 抗高温氧化性 激光复合表面改性 激光与光电子学进展
2013, 50(1): 011404
楼程华 1,2,3孔凡志 1,2,3陈智君 1,2,3胡晓冬 1,2,3姚建华 1,2,3,*
1 特种装备制造与先进加工技术教育部/浙江省重点实验室（浙江工业大学），浙江 杭州 310014
2 过程装备及其再制造教育部工程研究中心，浙江 杭州 310014
3 浙江工业大学激光加工技术工程研究中心，浙江 杭州 310014
2kW半导体激光器和同轴送粉装置在40Cr表面进行激光熔覆铁基合金，解决易于失效的问题。通过光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪、显微硬度计和摩擦磨损试验机等对熔覆层的微观形貌、物相、显微硬度和摩擦磨损性能进行分析测试。结果表明，激光熔覆铁基合金的显微硬度提高2倍左右，平均摩擦系数和磨损量分别为基体的44％和35％。激光熔覆层中的晶粒细化和金属间化合物的形成对性能的提高起到重要作用。
半导体激光熔覆 铁基合金 耐磨性 40Cr 40Cr diode laser cladding Febased alloy wearresistant properties
1 特种装备制造与先进加工技术教育部/浙江省重点实验室（浙江工业大学），浙江 杭州 310014
2 浙江工业大学激光加工技术工程研究中心，浙江 杭州 310014
3 浙江大学材料科学与工程系，浙江 杭州 310027
4 浙江工业大学之江学院，浙江 杭州 310024
利用CO2激光熔凝NiAl/Al2O3化学复合镀层，研究NiAl金属间化合物的加入对复合镀层的性能影响。借助SEM、XRD、摩擦摩损试验机等对激光强化后的复合镀层的成分、组织、结构以及耐磨性能进行了分析。NiAl金属间化合物的加入明显提高复合镀层的表面平整度，对显微组织的细化也起到了一定的作用。激光熔凝后产生的金属间化合物对提高复合镀层的硬度和耐磨性起到重要的作用。复合镀层硬度提高近3倍，而其耐磨性提高50％左右。
激光熔凝 耐磨性 laser melting NiAl NiAl antiwear properties
1 特种装备制造与先进加工技术教育部/浙江省重点实验室（浙江工业大学），浙江 杭州 310014
2 浙江工业大学激光加工技术工程研究中心，浙江 杭州 310014
在热作模具钢H13基体上通过激光熔覆制备出TiC/H13复合涂层，研究不同TiC含量对复合涂层抗回火（600℃）性能的影响。利用扫描电镜、能谱仪和显微硬度计对激光熔覆涂层回火前后的组织、成分、硬度进行了对比分析和测试。TiC质量分数小于25 wt.％时，涂层与基体之间保持良好的结合，没有出现明显缺陷，当质量分数为25 wt.%时，颗粒周围出现微裂纹。能谱分析表明复合涂层中的颗粒主要成分是Ti和C。激光熔覆TiC/H13复合涂层回火处理10h和回火前对比，晶粒明显长大，随着TiC含量增加，涂层晶粒越细小，TiC弥散分布于晶界处，抑制枝晶的生长，起到细化晶粒的效果；回火20h和回火10h的对比发现晶粒长大不明显。硬度测试显示随着TiC质量分数的增加，熔覆层硬度明显增加，回火后仍保持很高的硬度。
激光熔覆 复合涂层 抗回火 laser cladding TiC/H13 TiC/H13 composite coating tempering resistance
1 特种装备制造与先进加工技术教育部/浙江省重点实验室(浙江工业大学)，浙江 杭州 310014
2 浙江工业大学激光加工技术工程研究中心，浙江 杭州 310014
在室温下金属材料对激光的反射率很大，尤其对CO2激光的反射率达90%以上，因此在激光相变硬化和熔凝过程中，能提高金属材料对激光吸收率的吸收涂层起到了非常重要的作用。常用金属氧化物大多为半导体或绝缘体，对激光有良好的吸收性能。本文通过金相法考察了6种金属氧化物对CO2激光的吸收性能，并对吸收激光的性能与其能级结构的关系进行了初步探讨。研究表明，TiO2在低或高功率密度下对CO2激光均有较高的吸收率，可以以其作为吸光涂料的主要成分。
金属氧化物 CO2激光 吸收率 能级结构 metallic oxides CO2 laser absorptivity energy level structure
1 浙江工业大学机械制造及自动化教育部重点实验室，杭州 310014
2 浙江工业大学 激光加工技术工程研究中心，杭州 310014
为了解决高温下热应力导致的常规涂层脱落与开裂，在H13钢表面激光熔覆制备了H13-TiC梯度复合涂层，采用扫描电镜、X射线衍射、电子探针能谱等技术对梯度涂层的组织形貌、成分分布、硬度和热稳定性进行了分析。结果表明，涂层主要由Fe-Cr，TiC，TiO2和Fe7C3等物相组成，其中TiC呈现近多面体、枝晶态等外形；随着TiC含量的增加，TiC颗粒的尺寸变大，梯度涂层的硬度逐渐提高，结合区的枝晶组织逐渐变小，呈现明显的梯度分布；600℃高温加热空冷处理后，各层间重熔软化区硬度下降幅度最大，其次为基体H13钢，整体上硬度仍呈梯度分布。可以看出，激光熔覆H13-TiC梯度复合涂层有着极大的应用潜力。
激光技术 激光熔覆 梯度复合涂层 热稳定性 laser technique laser cladding gradient composite coating H13-TiC H13-TiC thermal stability
浙江工业大学 特种装备制造与先进加工技术教育部重点实验室,浙江 杭州 310014
为考察不同工艺参数对熔覆指标的影响,以正交试验规则设计大功率半导体激光器熔覆2Cr13材料试验。实验表明,激光功率对熔宽、熔深和熔覆层硬度的影响最大,粉末输送率的影响次之,激光扫描速度的影响较小。以实验数据为样本建立的人工神经网络预测模型对熔覆层深度和宽度的计算准确性较好,而对熔覆层硬度的计算误差较大。
激光技术 激光熔覆 半导体激光器 2Cr13不锈钢 人工神经网络 正交试验
浙江工业大学机械制造及自动化教育部重点实验室,激光加工技术工程研究中心, 浙江 杭州 310014
为了获得性能优良的镀层,在Fe-C合金表面制备了均匀的化学镀层,然后通过高功率连续CO2激光处理镀层表面,利用透射电子显微镜(TEM)观察了沉积Al2O3粒子的微观形貌,采用光学显微镜(OM)和扫描电子显微镜(SEM)观察了镀层处理前后表面及截面形貌,用X射线能谱仪(EDS)对处理前后的镀层进行了元素分析,用X射线衍射仪(XRD)进行物相分析,测试了处理前后镀层物相的变化,用微观硬度仪测量了激光处理后截面的硬度分布。结果表明,激光处理后,强化层表面平整光滑,与基体形成冶金结合,成分均匀,组织细密; 处理层物相明显从镀态的非晶态向晶态转变,出现了Ni3P和其他一些非平衡强化相。截面处理层由表及里可分为四层：激光作用层、过渡层、热影响区(HAZ)以及基体。纳米Al2O3颗粒均匀分布在过渡区,激光处理层显微硬度约提高3倍,这主要是由于Al2O3颗粒的弥散强化作用以及生成新的强化相磷化物所致。
激光技术 复合涂层 显微组织与性能 化学复合镀 纳米氧化铝
长沙理工大学物理与电子科学学院, 湖南 长沙 410076
基于全量子理论,分别研究了几种重要的光场作用下,从原子玻色-爱因斯坦凝聚(BEC)体耦合输出的原子激光的量子相干特性。结果表明,粒子数态光场诱导的原子激光总是反聚束的,相干态光场诱导的原子激光是任意阶相干的,而压缩相干态光场诱导的原子激光总是聚束的。表明用光场诱导产生的原子激光具有与初始光场完全相同的量子相干性质。
量子光学 原子激光 玻色-爱因斯坦凝聚 相干度
长沙理工大学物理与电子科学学院,长沙,410077
研究了存在Kerr介质时依赖强度耦合单模压缩真空场与耦合双原子非共振相互作用系统中光子的统计性质,运用数值方法讨论了系统参数对光子统计性质的影响.结果表明:Kerr介质、失谐量、原子间相互作用、光场初始压缩因子和原子的初始状态对光子的统计性质有较大的影响.
量子光学 Kerr介质 非共振相互作用 依赖强度耦合 光子统计性质 原子与分子物理学报
2007, 24(6): 1203
