用CO2激光对40CrNiMo高强度钢表面进行淬火强化处理，进行了拉拉疲劳对比试验，采用Locati法求出激光淬火前后试样的疲劳极限。通过电子扫描显微镜观察了疲劳断口形貌，分析了激光淬火对40CrNiMo疲劳强度的影响机理。结果表明，激光淬火后试样表面形成强化层、马氏体和残余压应力，使40CrNiMo疲劳强度明显增加，由调质处理时的626 MPa提高到715 MPa，疲劳强度提高了14.2%。调质处理试样疲劳裂纹源萌生在试样表层，而激光淬火后试样疲劳裂纹源萌生于试样次表层，其扩展至断裂的过程较为缓慢。晶粒细化和残余压应力是疲劳强度提高的主要机制。

采用脉冲激光沉积法(PLD)在单晶硅基底上制备了WSx固体润滑薄膜。利用X射线能谱仪(EDS)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)对薄膜的成分、形貌和微观结构进行了分析，采用球盘式磨损试验机在大气(相对湿度为50%~55%)环境下评价薄膜的摩擦学特性。结果表明：薄膜中S和W的原子数分数比(简称S/W比)在1.05～3.75之间可控，摩擦系数为0.1～0.2；S/W比高于2.0时薄膜成膜质量和摩擦系数显著恶化。正交试验法得出影响薄膜S/W比的因素主次顺序分别是气压、温度、靶基距和激光通量；最优工艺参数是温度150 ℃、靶基距45 mm、激光通量5 J/cm2、气压1 Pa，可获得结构致密、成分接近化学计量比的WSx薄膜。

采用脉冲激光沉积法(PLD)在不同激光通量下烧蚀CNx靶，在单晶硅基底上沉积CNx薄膜。利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线能谱仪(EDS)、X射线光电子谱仪(XPS)等对薄膜的形貌、化学成分和微观结构进行了表征。采用球盘式磨损试验机在大气(相对湿度48%~54%)环境下测试了薄膜的摩擦学特性。结果表明，递进式PLD技术可显著提高CNx薄膜的含氮量。当激光通量从5.0 J/cm2提高至10.0 J/cm2时，薄膜含氮原子数分数由23.8%上升至29.9%，膜中N-sp2C键的含量上升，N-sp3C键和sp3C-C键的含量下降，薄膜的磨损率从2.1×10-15 m3/(N·m)上升至9.0×10-15 m3/(N·m)。摩擦系数为0.15~0.23，激光通量5.0 J/cm2沉积的薄膜有最佳摩擦学性能。

为有效缩短蒸馏水中脉冲激光烧蚀制备Ag纳米粒子胶体工艺中繁琐的实验过程,采用LmNet PF神经网络平台对制备工艺与平均粒径及粒径分布的关系进行建模,并将其运用到平均粒径及其分布的预测中去,讨论了激光能量密度、激光重复率、烧蚀时间和平均粒径及其分布的关系。克服了以往单因素实验法不能正确反映制备工艺和平均粒径及其分布之间复杂的非线性关系的弱点。预测和验证结果均表明实验值和网络预测值之间相对误差都在10％以内,从而表明神经网络能够更精确、更可靠地逼近它们之间的非线性关系。该方法为有效、快捷、经济地开发研制金属纳米粒子胶体提供了新的思路和有效手段。

为了研究激光烧蚀法所制备的各种金属纳米粒子胶体的特征,在优化过的烧蚀条件下,利用重复率为10 Hz,能量密度为4.2 J/cm2的激光脉冲在含有表面活性剂十二烷基硫酸钠(SDS)的蒸馏水中烧蚀7.5 min来制备Ag,Au和Ti纳米粒子胶体,并对上述胶体进行了紫外可见分光光度计和透射电镜(TEM)测量。研究结果表明,在相同的条件下制备出Au纳米粒子胶体的特征是最好的,其平均粒径最小,粒径分布最窄,且形貌均匀。而产生此结果的机理不是很清晰,还有待进一步研究。

为了研究环境对Ag纳米粒子胶体的影响,在优化过的激光参数下,分别采用了在不同的环境中(有、无表面活性剂十二烷基硫酸钠(SDS),不同体积配比的蒸馏水和乙醇混合液)烧蚀7.5 min来制备Ag纳米粒子胶体。对胶体进行了紫外-可见分光光度计和透射电镜测量,同时由Image-ProPlus软件来分析计算粒子的平均粒径及其分布。研究结果表明,在含有表面活性剂SDS的蒸馏水中,脉冲激光(重复率为10 Hz,能量密度为4.2 J/cm2)烧蚀7.5 min后制备出Ag纳米粒子胶体的特征是最好的,其平均粒径最小(D=11.88 nm),粒径分布最窄(δ=19.6 nm),且形貌均匀。这些发现可以通过胶体粒子吸收入射激光脉冲能量产生爆炸以及熔化再团聚来解释。

用化学镀技术在中碳钢基片上制备镍-磷-纳米氧化铝复合镀层,并用CO2激光在多种扫描速度及功率密度下对镀层进行热处理。采用能谱(EDS),扫描电子显微镜(SEM),X射线衍射(XRD)、划痕实验和球盘式摩擦磨损实验对镀层的成分、结构形貌、结合力和摩擦学性能等进行表征,并考察工艺参数对镀层结构和耐磨性能的影响。结果表明,激光热处理后镀层由非晶态变为晶态,析出Ni和Ni3P相,而Al2O3仍呈非晶态; 镀层硬度因相变硬化而显著提高,表面粗糙度增加和相结构的改变导致摩擦系数上升,镀层结合力小幅度下降,其主要磨损机制为磨粒磨损。在扫描速度1.5～3.0 m/min,激光功率密度5.0～8.3 kW/cm2范围内,镀层硬度高、耐磨性能优异,最低磨损率为1.21×10-5 mm3/(N·m)。

为了研究激光参数对Ag纳米粒子胶体的影响,采用不同重复率和能量密度的脉冲激光对蒸馏水中的Ag靶烧蚀10 min来制备Ag纳米粒子胶体。通过透射电镜(TEM)和紫外-可见(UV-Vis) 分光光度计分析了Ag纳米粒子胶体的大小、形貌和吸收光谱,同时由Image-ProPlus软件分析计算了粒子的平均粒径及其分布。结果表明,由重复率为10 Hz,能量密度为4.2 J/cm2的脉冲激光烧蚀10 min后制备的Ag胶体纳米粒子平均粒径最小(D=17.54 nm),粒径分布最窄(δ=36.86 nm),且形貌较均匀。从而证实了通过调节激光参数来控制纳米粒子尺寸和形貌的可行性。另外,在实验基础上,应用“熔化生长”与“爆炸”模型讨论了激光烧蚀工艺参数对Ag纳米粒子胶体的影响规律。

介绍了脉冲激光烧蚀技术的原理、特性及研究现状,并对其发展前景进行了展望.同时将该项技术分为纳秒激光烧蚀、皮秒激光烧蚀和飞秒激光烧蚀这三个阶段.并且介绍了该项技术在纳米材料方面的应用.

为有效缩短脉冲激光烧蚀制备有机硅聚合物聚二苯基硅亚甲基硅烷(PDPhSM)基纳米复合薄膜工艺中繁琐的实验过程,分别采用多层前馈(BP)神经网络和径向基函数(RBF)神经网络对PDPhSM基纳米复合薄膜的制备工艺与聚合效率之间的关系进行建模,并将其运用到聚合效率的预测中去,讨论了激光能量密度、环境压强、靶衬距离、沉积时间和聚合效率之间的关系。克服了以往单因素实验法不能正确反映制备工艺和聚合效率之间复杂的非线性关系的弱点。预测和验证结果均表明实验值和网络预测值之间相对误差都在10%以内,但径向基函数神经网络较多层前馈神经网络能够更精确、更可靠地逼近它们之间的非线性关系。该方法为有效、快捷、经济地开发研制PDPhSM基纳米复合薄膜提供了新的思路和有效手段。