1 安徽建筑大学机械与电气工程学院，安徽 合肥 230601
2 中国科学技术大学工程科学学院，安徽 合肥 230027
3 安徽合力股份有限公司，安徽 合肥 230092
为了降低金属植入物与人体之间的排斥反应以及提高医用植入物材料的生物活性，本研究团队利用不同的表面加工方法对Zr55Cu30Ni5Al10表面进行改性，以制备天然骨的仿生微纳结构；然后将加工后的样品浸泡于模拟体液中，使其表面生成羟基磷灰石(HA)，研究不同加工方法下样品表面的润湿性以及HA沉积特性。结果表明：相较于传统的表面改性方法，纳秒激光结合飞秒激光的加工方法具有更加优异的加工效果，加工表面的水接触角由62°减小到26°，亲水性得到了大幅提升；纳秒激光结合飞秒激光加工的微纳结构不仅为HA的沉积提供了更多空间，而且其上的纳米颗粒有利于Ca2＋与的集聚，加速HA晶核的形成，从而生成均匀、稳定的HA沉积层，提高Zr55Cu30Ni5Al10表面HA的沉积效果。
中国激光
2022, 49(10): 1002604
1 安徽建筑大学机械与电气工程学院,安徽 合肥 230601
2 工程机械智能制造重点实验室,安徽 合肥 230601
3 中国科学技术大学工程科学学院,安徽 合肥 230027
4 安徽拓宝增材制造科技有限公司,安徽 芜湖 241200
选择低成本的316L不锈钢旧粉进行选区激光熔化（SLM）成形,拟通过工艺参数优化和热处理来提高产品的性能。采用平均粒径为27.6 μm的316L不锈钢旧粉,在不同的工艺参数下制备多组试样,然后进行微观形貌观察和力学性能测试;选取成形性能较优的试样,研究不同冷却方式的热处理工艺对试样力学性能、耐蚀性以及组成相的影响。研究结果表明：激光能量密度为54 J/mm 3时,试样的成形性能（硬度、抗拉强度、延伸率等）最佳,且激光能量密度一定时,成形性能与激光功率、扫描速度密切相关;热处理后,试样表现为硬度和抗拉强度下降,延伸率和耐蚀性增大,奥氏体组织未发生转变,仅晶粒尺寸变大。使用316L不锈钢旧粉进行SLM成形时,选择适宜的成形参数与热处理方法可以使成形件具有优良的力学性能。
激光技术 选区激光熔化 316L不锈钢旧粉 激光能量密度 热处理 性能 激光与光电子学进展
2021, 58(1): 0114006
1 安徽建筑大学机械与电气工程学院, 安徽 合肥 230601
2 中国科学技术大学微纳米工程实验室, 安徽 合肥 230022
3 安徽省工程机械智能制造重点实验室, 安徽 合肥 230601
利用飞秒激光扫描医用锆基块体非晶合金表面制备直线结构,通过扫描电镜观察分析试样表面微观形貌变化,使用接触角测量仪测量加工前后及放置3个月后试样的接触角,并同时使用X射线光电子能谱仪对表面化学成分进行测量分析,最后利用电化学工作站测试其耐腐蚀性。从测试结果可以看出:加工前的锆基块体非晶合金表面表现出一定的亲水性,通过飞秒激光处理后,变为超亲水;在室内用密封袋封装3个月后,飞秒激光加工后的表面的接触角显著增大;测量加工前后样品腐蚀时的开路电压分别为-0.96 V、-0.93 V。经飞秒加工后的非晶合金开路电压更高,与未加工样品相比耐腐蚀性更强。实验结果表明:经飞秒激光表面处理后的非晶合金具有更好的亲水性和耐腐蚀性,增强了作为医用植入体在人体内的适用性。
激光光学 锆基块体非晶合金 飞秒激光加工 表面形貌 化学成分 亲水性 耐腐蚀性 激光与光电子学进展
2020, 57(11): 111409
1 安徽建筑大学机械与电气工程学院, 安徽 合肥 230601
2 安徽春谷3D打印智能装备产业技术研究院, 安徽 芜湖 241000
激光增材制造技术主要分为选区激光熔化和激光直接沉积,其能够满足个性化需求,制造复杂构件时具有无可比拟的优势。简要介绍了激光增材制造技术的原理与方法,通过对国内外有关文献进行调研与分析,阐述了目前激光增材制造构件的残余应力、裂纹、球化和孔隙等内在缺陷所对应的处理方法和工艺,并提出了解决激光增材制造产品缺陷的方法。
激光加工 激光增材制造 复杂构件 内在缺陷 处理技术 激光与光电子学进展
2019, 56(10): 100004
