1 温州大学激光加工机器人国际科技合作基地，浙江 温州 325035
2 中国民用航空飞行学院航空工程学院，四川 广汉618307
3 温州大学激光与光电智能制造研究院，浙江 温州 325105
碳纤维复合增强材料（CFRP）作为一种力学性能优异的新材料，已经成为航空和汽车轻量化领域的优选材料。因此实现CFRP与铝合金的高强度连接是提升CFRP与铝合金复合结构件整体强度的关键。提出了一种激光阶梯扫描制备倒钩阵列的方法，并将该方法与硅烷表面改性相结合，实现了铝合金与CFRP接头的高强度连接。实验结果表明：激光阶梯扫描制备的倒钩阵列大大增强了胶接界面之间的机械互锁效应，进而增强了接头强度。硅烷偶联剂改性后铝合金与黏结剂之间出现了硅烷过渡层，接头强度得到进一步提升。与砂纸粗化处理相比，激光处理后强度提升了24.6%，达到16.7 MPa，硅烷改性后强度得到进一步提升，达到17.4 MPa。
激光技术 脉冲激光器 激光材料加工 碳纤维增强塑料 胶接接头 拉伸剪切强度 中国激光
2023, 50(12): 1202203
1 温州大学机电工程学院, 浙江 温州 325035
2 广东省科学院新材料研究所广东省现代表面工程技术重点实验室, 现代材料表面工程技术国家工程实验室, 广东 广州 510650
为研究相对较低含量(质量分数≤15%)碳化钨镍基合金涂层中碳化钨对涂层性能的影响, 采用激光熔覆技术在316L不锈钢基体上制备了不同碳化钨含量镍基碳化钨复合涂层, 表征其组织形貌, 同时对比分析不同碳化钨含量复合涂层的硬度、耐磨性。结果表明, 涂层熔道顶部搭接处存在明显的分界线, 分界线上侧为细小等轴晶, 下侧为粗大的柱状晶; 碳化钨颗粒周围微熔形成析出物, 同时在熔池底部有聚集趋势, 且随碳化钨含量增大聚集趋势增大; 镍基复合涂层硬度和耐磨性随添加碳化钨含量增大而提升, 15%质量分数碳化钨复合涂层相较于纯镍熔覆涂层硬度提高约12.88%, 摩擦因数降低约19.62%, 磨痕形貌显示低含量碳化钨复合涂层中硬质颗粒的耐磨支撑作用相对较弱, 复合涂层整体硬度提升是耐磨性能增强的主要因素。
低碳化钨含量 激光熔覆 复合涂层 耐磨性 tungsten carbide content laser cladding composite coating wear resistance
如何制备性能高效、稳定的纳米Pt催化剂, 对提高肉桂醛C=O加氢选择性具有重要的实际价值和科学意义。本研究采用共沉淀法和水热法制备不同形貌的MgAl水滑石(LDH), 用等体积浸渍法制备负载型Pt/LDH催化剂, 研究不同形貌的LDH对Pt催化肉桂醛选择加氢性能的影响。利用不同表征方法对催化剂结构、形貌、表面理化性能进行分析。结果表明, LDH载体的形貌对Pt/LDH催化剂的结构和性能影响较大, 具有片层结构的LDH纳米片与活性组分Pt之间的相互作用易于贵金属Pt的分散和稳定。同时, LDH载体中存在丰富的碱性位点和表面羟基, 有利于提高催化加氢活性和稳定性。催化性能评价表明, 在反应温度为40 ℃、反应压力为1 MPa、反应时间为120 min的条件下, 肉桂醇(CMO)的选择性为82.1%, 肉桂醛的转化率为79.8%, 经过5轮循环测试, 催化剂仍具有较好的稳定性。
MgAl水滑石 纳米片 Pt催化剂 肉桂醛加氢 催化性能 MgAl hydrotalcite nanosheet Pt catalyst cinnamaldehyde hydrogenation catalytic performance
以薄皮库尔勒香梨、硬皮山竹为材料, 研究水果自身性质及红外脉冲激光标刻参数对标刻效果及标刻后水果贮藏品质的影响, 分析了不同果皮含水量、果皮硬度和标刻速度对激光标刻颜色、线宽和连续性的影响, 并得到了在相对最优工艺参数下, 贮藏期间水果果皮标刻区域的局部形貌、标记稳定性及腐烂情况。结果表明, 果皮含水量、果皮硬度及标刻速度对薄皮、硬皮水果标刻效果均有显著影响, 且在贮藏期间, 标刻区域的标记稳定性较好, 对贮藏品质基本无影响。这为探究同种水果个体差异性和不同种水果的自身性质对激光标刻效果的影响提供了一定的借鉴意义。
果皮 激光标刻 果皮含水量 硬度 贮藏品质 fruit peel laser marking fruit peel water content hardness storage quality
红外与激光工程
2021, 50(4): 20200242
Author Affiliations
Abstract
1 College of Mechanical and Electrical Engineering, Wenzhou University, Wenzhou325035, China
2 National Engineering Laboratory for Modern Materials Surface Engineering Technology, Institute of New Materials, Guangdong Academy of Sciences, Guangzhou510651, China
3 Key Laboratory of Materials for High Power Laser, Shanghai Institute of Optics and Fine Mechanics, Shanghai201800, China
The laser shock processing implemented by a laser-induced high-pressure plasma which propagates into the sample as a shockwave is innovatively applied as a post-processing technique on HfO2/SiO2 multilayer coatings for the first time. The pure mechanical post-processing has provided evidence of a considerable promotion effect of the laser-induced damage threshold, which increased by a factor of about 4.6 with appropriate processing parameters. The promotion mechanism is confirmed to be the comprehensive modification of the intrinsic defects and the mechanical properties, which made the applicability of this novel post-processing technique on various types of coatings possible. Based on experiments, an interaction equation for the plasma pressure is established, which clarifies the existence of the critical pressure and provides a theoretical basis for selecting optimal processing parameters. In addition to the further clarification of the underlying damage mechanism, the laser shock post-processing provides a promising technique to realize the comprehensive and effective improvement of the laser-induced damage resistance of coatings.
laser-induced damage resistance laser shock post-processing multilayer coatings High Power Laser Science and Engineering
2021, 9(2): 02000e19
1 新疆大学信息科学与工程学院信号检测与处理新疆维吾尔自治区重点实验室, 新疆 乌鲁木齐 830046
2 中国移动通信有限公司研究院, 北京 100053
3 清华大学电子工程系北京信息科学与技术国家研究中心, 北京 100084
在可见光定位系统中,接收端需要捕获来自不同参考光源的可见光信号,进而根据参考光源的位置信息和预设的可见光定位算法估计接收端的位置坐标。上述定位过程中,通常假设光源为朗伯型光源,即光源的光波束符合朗伯规律。为了实现特定照明效果,固态光源厂商经常通过改进分装工艺、加装二次光学透镜等方式对光波束进行再次塑造,以获得多样化的空间光波束。为了量化评估实际非朗伯光波束对可见光定位系统的影响,将3种商用非朗伯光波束EdiPower Emitter、LUXEON Rebel、Side Emitter引入典型室内场景。量化结果表明,相比传统朗伯光波束配置,非朗伯光波束引入的最大定位误差和均值定位误差分别为101.7 cm和48.8 cm。考虑到商用非朗伯光波束辐射功率未归一化的影响,上述定位误差会进一步增大。
光通信 可见光定位 发光二极管 朗伯波束 非朗伯波束
1 新疆大学 信息科学与工程学院，乌鲁木齐 830046
2 新疆大学 信号检测与处理新疆维吾尔自治区重点实验室，乌鲁木齐 830046
3 清华大学 电子工程系，北京100084
针对传统高铁通信系统中用户通信频繁中断和轨道安全等问题，介绍了无线光通信技术在高铁通信中的应用，主要围绕高铁无线光小区切换、光跟瞄、光轨道监测和光通信实验这4种技术，分析了高铁无线光通信信道模型，包括湍流、雨天和雾天信道模型。最后展望了高铁无线光通信技术的研究方向。
高铁通信 无线光通信 无线光信道 high-speed rail communication free space optical communication free space optical channel
1 温州大学激光与光电智能制造研究院, 浙江 温州 325035
2 温州市质量技术监督检测院, 浙江 温州 325027
为探究熔覆涂层表面加载激光冲击波对其应力状态、大小及微观组织的影响, 采用高能量脉冲灯抽运YAG 激光器对NiCrBSi合金涂层进行激光冲击调控, 利用X射线衍射应力分析仪对激光冲击调控前后的合金涂层表面应力状态进行分析, 利用扫描电镜观察涂层微观组织, 探究涂层组织与激光冲击波植入拉应力的关系。结果表明, 激光双点离散冲击后, 冲击区与近冲击区均呈压应力, 最大压应力为-350 MPa。单道单层连续激光冲击后, 熔覆层压应力最大值为-328.74 MPa, 植入压应力最大可达489 MPa。激光冲击前熔覆层未搭接区较搭接区的组织更均匀, 初始晶粒更细小。激光冲击前熔覆层搭接处的最大主应力平均值约130 MPa, 与单道单层相近, 最小主应力表现为压应力均值约-20 MPa, 但激光冲击后搭接处的应力降幅仅250 MPa, 比单道单层小。
激光熔覆 激光冲击 残余应力 laser cladding laser shock NiCrBSi NiCrBSi residual stress
