1 1.西北工业大学 凝固技术国家重点实验室, 西安 710072
2 2.西北工业大学深圳研究院, 深圳 518057
超高温氧化物共晶陶瓷具有优异的高温强度、高温蠕变性能、高温结构稳定性以及良好的高温抗氧化和抗腐蚀性能, 成为1400 ℃以上高温氧化环境下长期服役的新型候选超高温结构材料之一, 在新一代航空航天高端装备热结构部件中具有重要的应用前景。基于熔体生长技术, 以选择性激光熔化和激光定性能量沉积为代表的激光增材制造技术具有一步快速近净成形大尺寸、复杂形状构件的独特优势, 近年来已发展成为制备高性能氧化物共晶陶瓷最具潜力的前沿技术。本文从工作原理、成形特点、技术分类等方面概述了基于熔体生长的两种典型激光增材制造技术, 综述了激光增材制造技术在超高温氧化物共晶陶瓷制备领域的研究现状和特点优势, 重点介绍了选择性激光熔化和激光定向能量沉积超高温氧化物共晶陶瓷在激光成形工艺、凝固缺陷控制、凝固组织演化、力学性能等方面的研究进展。最后, 指出了实现氧化物共晶陶瓷激光增材制造工程化应用亟需突破的关键瓶颈, 并对该领域未来的重点发展方向进行了展望。
氧化物共晶陶瓷 激光增材制造 选择性激光熔化 激光定向能量沉积 综述 oxide eutectic ceramic laser additive manufacturing selective laser melting laser directed energy deposition review
强激光与粒子束
2020, 32(1): 011016
1 长春理工大学光电工程学院, 吉林 长春 130022
2 成都国泰真空设备有限公司, 四川 成都 611130
基于非余弦膜厚计算公式,提出了利用极坐标简化表征膜厚分布的方法,对单源电子束蒸发的光学薄膜的膜厚均匀性控制进行了研究,同时对修正板的放置位置进行了计算。相对于传统修正板置于蒸发源正上方的方法,采用极坐标法计算得到的修正板位置更有利于控制膜厚分布的均匀性。以蒸发H4和MgF2为例,分别对高、低折射率材料的修正板位置和形状进行计算,并利用这两种材料分别制备单层膜,实测光谱均匀性偏差优于0.3%,证明了所提方法的正确性与可行性。
薄膜 光学镀膜 膜厚均匀性 修正板 光学学报
2019, 39(12): 1231001
1 长春理工大学光电工程学院, 吉林 长春 130022
2 长春理工大学材料科学与工程学院, 吉林 长春 130022
为了提高开放型回归器件在808 nm波长处的反射性能,分析了玻璃微珠折射率对定向回归反射的影响。利用光学仿真软件TracePro对具有3种不同折射率(1.93、2.00和2.20)的回归反射器件结构单元(玻璃微珠)的回归反射性能进行模拟分析,得到了光线垂直入射时采用普通基底的传统开放型回归器件结构单元的理论反射率仅为23.6%,采用高反射基底时,理论最高反射率可达98.1%,回归器件的反光性能提高了3倍。在808 nm波长处制备了反射率为99.3%的高反射光学薄膜,并在镀有此高反射光学薄膜的基底上制备了高反射回归器件。分别对使用两种基底的回归器件进行测试,结果表明,在高反射基底上使用折射率为1.93的玻璃微珠制成的回归器件具有最佳的回归反射率,光线垂直入射时的回归反射率可达46.2%。
薄膜 定向回归反射 几何光学 仿真 玻璃微珠 光学学报
2019, 39(11): 1131003
1 电子科技大学 微电子与固体电子学院, 成都 610000
2 科磊得数码光电科技有限公司, 广东 东莞 523000
针对带有常规的第一类反光杯的基板结构因受限于封装引线键合工艺而反光杯尺寸较小的情况, 通过光学理论分析了其存在反射光线不完全的问题, 提出在LED模组芯片间开设第二类反光结构的解决方案。并基于光学分析软件Tracepro的仿真研究, 验证了其有效性。在此基础上设计了新型包含两类反光杯的基板结构, 最高可使LED模组出光效率和中心光强与没有开反光杯的情况相比提升近23%和 38%。
LED模组基板 反光杯 反射率 出光效率 光强分布 substrate of LED module reflective cups reflectivity light extraction efficiency light intensity distribution
1 电子科技大学 微电子与固体电子学院, 成都 610054
2 科磊得数码光电科技有限公司, 广东 东莞 523000
芯片阵列均匀排列的常规大功率LED模组因温度场叠加会导致中心温度过高、温度分布不均匀。在理论分析面热源温度分布函数及多热源相互影响的基础上提出了一种LED芯片外密内疏排列的模组设计方案, 并与ANSYS有限元仿真的结果进行了对比验证。当芯片按照优化后的对数和幂函数分布时芯片最高温度比常规均匀排列时均低约5℃, 芯片温度的方差降低约56%。外密内疏的非均匀芯片排列方案在基板较小、较薄时对散热效果的改善更好。
大功率LED模组 中心温度 温度分布均匀度 外密内疏 有限元仿真 highpower LED module core temperature uniformity of temperature distribution dense inside and sparse outside FEM