随着人类能源需求的增长，油气钻井活动日益频繁。激光钻井在能源领域具有极大的应用价值，有望实现井下原位玻璃套管的制造，以替代传统金属套管，为油气钻井工程节省大量时间和资金。激光辐照岩石玻璃化的稳定形成是实现玻璃套管的关键因素。基于激光扫描花岗岩实验并结合物相检测和数值模拟方法，对激光烧蚀花岗岩玻璃化的影响因素和机理进行了研究。结果表明，受激光扫描后，花岗岩各组成矿物按熔化的难易程度分别发生熔化和碎裂现象，部分表面转化为深色玻璃；高速气流可有效清除岩石碎屑和粉尘，且能够提高激光作用效率和增加岩石玻璃的附着力；花岗岩易受温度作用而发生破裂，其较低的扫描速度和气流辅助条件有利于玻璃化的形成。在实际工程应用中，采用控制扫描速度和辅助高速气流的方法控制岩石的温度作用，形成稳定岩石玻璃和制造稳固覆盖于硬岩表面的原位玻璃化井壁。本研究探究了激光扫描作用岩石的玻璃化机理，为拓展激光钻井的工程应用提供了重要参考。

贮存寿命是长使用周期、高可靠性产品的重要考核指标之一。为评估某型加速度开关的贮存寿命, 该文采用温度应力四量级水平恒定应力加速试验方法研究了加速度开关的退化过程, 并将阿伦尼斯加速模型与漂移布朗运动相结合, 建立了产品的可靠性模型。最后采用极大似然和最小二乘法对试验数据进行了拟合分析。结果表明, 某型加速度开关在100 ℃的加速量级下, 其等效贮存年限可达33年, 满足产品有效贮存期的要求。

研究了电流和温度应力因子及其共同作用时对GaN基白光LED可靠性的影响, 并从LED结构方面探究了各应力下LED的失效机理。结果表明, 以电流作为加速应力时, 荧光粉退化为其主要的失效方式, 同时LED出光的相关色温上升, 红色比减少; 在热应力下,主要是LED芯片结构发生变化, 峰值波长蓝移, 光通量衰减, 同时支架出现老化现象。电流和温度应力共同作用时, 温度应力对LED光通量的影响大于电流应力。电-热应力下的光通量衰减大于电、热应力单独作用时的衰减之和, 即电-热应力作用时, 光衰不具有线性叠加性。

光纤布拉格光栅已经成为非常有前景的温度、应力及其它参数测量的传感元件，但其存在温度和应力的交叉敏感问题。提出了一种双包层半径光纤布拉格光栅传感器，将一个布拉格光纤光栅分成两半，各自具有不同的包层半径，其中一半保持不变，另一半包层半径从62.5 μm减小到40 μm。实验结果表明，两半光纤布拉格光栅的温度灵敏度均为10.4 pm/°C，而应力灵敏度分别为1.12 pm/ue 和3.89 pm/ue。初始的单个布拉格反射峰分裂成两个，分别对温度和应力敏感，而两个反射峰之间的波长差只受应力的影响，随着应力的增加其波长差逐渐增加。因此，通过这一个光纤布拉格光栅即可分辨出温度和应力所引起的布拉格波长漂移。该光纤光栅传感器结构简单、体积小巧、成本低廉、制作方便，可以广泛应用在各个领域实现温度和应力的同时测量。

激光器是理想的电光直接转换器件, 延长半导体激光器的使用寿命, 提高半导体激光器的可靠性, 是大功率半导体激光器的研究热点。文中采用温度应力加速和电流步进应力两种老化方法对808 nm的大功率半导体激光器进行老化试验, 得到寿命分别为1 682 h和1 498 h, 实验结果基本一致, 并在显微镜下观察破坏性老化试验之后的器件, 分析得到失效原因主要来自腔面退化、焊料退化和欧姆接触不良。

利用单个光纤光栅传感器的锥形结构和必要的参数同时测量应力和温度。通过写入线性光纤并将其制成锥形结构，利用FBG(光纤布拉格光栅)的波长峰值和波形半峰值宽度来编码信息。FBG的半峰值宽度只依赖于应力，与温度的变化无关，利用这一特性，可以实现用单个光纤光栅解决应力和温度的交叉敏感问题。Matlab软件仿真结果表明，应力和温度的误差分别界定为±15.26 με和±1.92 ℃。

在实验数据的基础上, 分析了空封白光数码管光通量性能低于传统白光数码管的原因, 提出了有针对性地提高光通量的一些初步设想。对空封白光数码管进行了温度老化实验, 老化温度分别为80℃和100℃。在80℃老化实验中, 700h时的光通量随时间缓慢降低, 但到700多小时后在某个时刻突然急剧降低。通过对实验数据的分析, 解释了空封白光数码管光通量性能退化的机理, 并使用Arrhenius公式计算出了本实验所用数码管的寿命为2.4万小时。

利用Arrhenius模型和Eyring模型分析了温度应力和湿度应力对LCD电极腐蚀可靠性的加速影响特性,并根据加速特性推导出典型的可靠性加速试验可验证的产品寿命。结果表明,温度应力和湿度应力对LCD腐蚀的加速作用都呈指数关系,典型的腐蚀可靠性验证试验条件(55 ℃×95％RH×24 h)所对应的LCD产品在常温常湿条件下的理论寿命约为3年。同时,试验统计了40 ℃×70％RH和常温常湿条件下产品发生腐蚀失效比例随时间的趋势。结果表明,40℃×70％RH×48 h的条件可筛选出95％以上的潜在腐蚀失效产品。

针对航空发动机空心涡轮叶片激光快速成形(LRF),建立了温度场/应力场瞬态模型,采用有限单元生死技术模拟了熔覆层的沉积生长过程。采用随动强化及米塞斯屈服准则进行了热弹塑性分析,通过间接耦合模拟了TC4钛合金空心叶片激光快速成形的温度场/应力场演变过程。结果分析表明,在TC4钛合金空心叶片激光快速成形过程中,随着熔池的移动和成形高度的增加,温度场和应力场动态演化,其中由于基座的冷却及约束作用和熔池加热及应力释放作用,激光快速成形空心叶片温度和应力/应变场沿高度(z轴)方向呈梯度分布。温度场上高下低,散热方向从上至下,从熔池到基座;应力场下高上低,叶根等效应力最大。空心叶片激光快速成形结束冷却到室温,残余应力与熔覆过程应力分布规律基本相同,只是叶片顶部等效应力有所提高。