等离子喷涂ZrO28Y2O3和NiCrAlY表面激光？…

针对两种等离子热喷涂涂层ＺＯ２８Ｙ２Ｏ３和ＮｉＣｒＡｌＹ（金属基底）的不同粗糙表面的实验样品进行了激光空间散射场实验研究,采用Ｈｅ－Ｎｅ激光光源（波长λ＝６３３．０ｎｍ;激光功率Ｐ＝２ｍＷ）。将激光束倾斜一定角度直接照射到实验品上,在不同散射角和不同散射空间距离位置上用面阵ＣＣＤ传感器探测空间散射光场分布、实验结果表明：不同散射方向的空间散射光场分布是不一样的,从而为进一步利用光学方法测量热喷涂涂     

利用激光从散射光中提取水下声信号的探测技术

提出了一种从散射屏的散射光中提取水下声信号的方法，建立了一套采用这种方法探测水下声信号的实验装置，利用此装置能够从散射屏的散射光中提取到水下声信号。验证了从激光的散射光中提取水下声信号是可行的，这为直接从水表面散射光中提取水下声信号建立了一定的实验基础。     

光散射的镜面反射分量与随机表面高度分布的表征

从理论上分析了随机表面散射光强的镜面分量与表面高度概率分布的关系. 表面高度分布的提取需要用到镜面反射分量的振幅和相位. 由镜面反射分量的强度随波矢量的垂直分量变化的实验数据恢复光波的相位, 实现了表面高度概率分布的光散射表征. 相位的恢复采用了Gerchberg-Saxton 迭代算法. 实验上分别对具有Gauss高度分布和准二值高度分布的两个样品进行了高度概率的测量, 测量结果与原子力显微镜的测量相吻合. 这对于随机表面的非接触标定与研究有重要意义.     

光子扫描隧道显微技术

根据对内全反射(TIR)棱镜表面成指数衰减规律倏逝场的检测和分析,本文叙述了一种新型的光子扫描隧道显微技术(PSTM),被分析的样品置于棱镜表面,它空间调制了上述倏逝场。通过对被调制倏逝场的检测获得了远小于光波波长的空间分辩能力.PSTM实验系统中使用了633nm 的 He-Ne 激光,用直径约300nm 的光纤探针对不同薄膜样品进行检测,其结果与光隧道理论相符。     

以NiFeNb为新种子层的纳米级坡莫合金薄膜的零场电阻率

以NiFeNb为新种子层,采用直流磁控溅射法制备了具有不同Nb含量(x)、种子层厚度(d)和NiFe厚度(t)的(Ni82Fe18)(1-x)Nbx(d A)/Ni82Fe18(t A)/Ta(30 A)纳米级坡莫合金系列膜,并对部分样品进行了中温退火.测量了样品的磁电阻曲线和微结构.从实验角度研究了零场电阻率(ρ)随x、d、t及退火的变化.结果表明,NiFeNb作为种子层能较大地提高坡莫合金薄膜的ρ;一定厚度坡莫合金薄膜的ρ极大的最佳工艺条件是x约为27.5%,d约为27.5 A;不同Nb含量、种子层厚度等工艺条件引起坡莫合金薄膜具有不同颗粒粒径分布,从而引起4s↓电子受到的内禀散射、颗粒表面和边界散射及其关系的不同,再加上织构、4s↓电子球对称性受破坏程度和薄膜均匀程度的不同导致了零场电阻率随工艺条件的变化.     

对流层与平流层大气气溶胶微粒子的激光散射特性

根据Mie散射理论, 计算大气气溶胶主要微粒子的光散射光学截面和散射强度分布. 结果表明, 对流层和平流层中的微粒子在不同波段和粒径下, 对光的散射能力不同. 并模拟了散射场传播形成的彩色环, 衍射彩色环包含了粒子的尺寸和光学特性信息.      

热喷涂制备ZnAl涂层防腐性能研究

以锌粉和铝粉为原料,采用热喷涂工艺在A3钢板上制备TJPTZA1、TJPTZA2、TJPTZA3和TJPTZA4涂层.研究了不同涂层以及纯锌、纯铝抵抗海水的腐蚀能力.采用盐雾分析法分析不同涂层的耐腐蚀程度,采用高倍显微镜观察不同腐蚀时间的薄膜表面形貌.结果表明:TJPTZA2、TJPTZA3的耐腐蚀性好于Al和Zn,认为是锌铝合金热喷涂层中的锌铝原子相互作用减缓了氯离子等物质的腐蚀.     

火灾烟雾颗粒的光学散射特性研究

从理论和实验两个方面研究了几种常见的燃烧烟雾在不同波长激光下的散射特性。从Mie散射理论出发，比较几种Mie散射算法的优缺点，采用一种改进的连分式算法对火灾烟雾颗粒的散射光强分布进行计算，得出不同粒径大小和波长下光强分布图。结合理论计算，设计一套实验装置，测量并计算在不同角度下3种烟雾颗粒和面粉气溶胶散射光的相对光强比，实验测量值与理论计算值吻合较好。研究结果表明不同种类烟雾散射光相对光强比互不相同，火灾烟雾与非烟雾气溶胶差距较大，从而表明散射光相对光强比是区分不同烟雾特定的物性参数，为火灾烟雾探测技术发     

中国不同地区降雨中光强衰减与方差特性研究

本文为研究雨中激光信号均值及方差与降雨率变化关系,首先通过MIE模型计算了不同波长粒子直径与散射参数的关系。然后分别计算了各种雨滴谱下光的相干场与非相干场的光强衰减,代入中国不同地区雨滴谱与Marshall-Palmer分布进行对比,计算不同雨滴谱下的单位距离光强衰减,再引入雨滴速度导出散射光强频谱计算散射场强方差。结果表明雨中激光信号方差随降雨率的增大先增大后减小,且与光强衰减具有一定相关性。最后,代入实测数据对模型进行验证,结果指出Marshall-Palmer分布模型与实测数据较为吻合。     

热喷涂涂层NiCrAlY粗糙表面激光散斑场的一级统计特性

对热喷涂涂层NiCrAlY粗糙表面激光散斑场的一级统计特性进行了理论和实验研究。用数字方法进行分析，采用Mathcad读取灰度矩阵模拟基元强度分布。实验数据显示理论与实验结果有很好的吻合，表明此方法是合理的，在实践中是可行的。     

超音速火焰喷涂Cr_3C_2-NiCr涂层的冲蚀磨损特性

实验研究了燃气流量、氧气流量和喷涂距离对超音速火焰 (HVOF)喷涂Cr3C2 NiCr涂层冲蚀磨损性能的影响 ,在对不同角度冲蚀后涂层表面和横截面结构分析的基础上 ,探讨了其冲蚀磨损失效机制 .结果表明 :Cr3C2 NiCr涂层的冲蚀磨损呈现脆性材料的冲蚀磨损特征 ,在 90°冲蚀率最大 ;磨料冲击引起的裂纹沿涂层内粒子界面萌生、扩展并最终导致粒子剥落 ,是涂层主要的冲蚀磨损机制 .     

二维粗糙面激光波束散射场量均方及相关函数的二阶统计特征

在高斯波束入射下二维随机粗糙面散射特征基础上,研究波束散射场量均方和相关函数的二阶统计特征,利用误差函数获取数值计算的解析表达式．数值计算了目标几种特殊材料表面,激光波束入射下,不同材料单、双站散射场量二阶统计特征随散射角度的变化情况．详细讨论了特殊材料表面介电常数、粗糙度、相干长度,入射／散射角分别对散射场相关函数的影响．散射场量均方值函数作为粗糙面散射的相干分量,针对不同材料单、双站探测条件下,定量分析其在相关函数中的比重及随散射角的分布特征．散射场量的均方和相关函数是统计数学本质数字特征,本文所做的工作将为研究激光波束入射下粗糙面散射场量其他高阶矩统计特征奠定基础,并通过定量分析统计均方在相关函数比值关系,为开展目标激光探测中与“散斑”有关的光学特征研究提供有效技术支持．     

等离子喷涂薄壁工件涂层中温度场解析

沉积层中的热梯度及涂层与基体材料热膨胀系数的差异是引起等离子喷涂残余应力的主要原因.考虑到喷涂子层增厚,建立起基于喷涂颗粒沉积过程温度场的解析模型.在分析中同时考虑了热传导、热辐射对涂层的影响,计算了在不同的基体-涂层体系下涂层的温度场.结果表明,涂层沉积过程中升温过程分为两个阶段:初级阶段,即体系温度不超过相应喷涂材料熔点的15%;完成阶段,即涂层与基体达到热平衡后继续升温到最高温度,并在界面处结合最终形成残余应力.     

激光熔覆ZrO_2-8%Y_2O_3涂层提高轧辊抗热冲击性能的研究

为了延长液芯大压下轧机轧辊使用寿命,提高厚板连铸连轧生产效率,从提高轧辊抗热冲击性出发,采用在轧辊表面喷涂氧化锆热障涂层的方法来提高轧辊抗热冲击性。通过对比实验,比较了等离子喷涂ZrO2-8%Y2O3涂层、激光熔覆ZrO2-8%Y2O3涂层试样的表面与截面形貌和抗热冲击性。实验结果表明:激光熔覆涂层气孔、裂纹等缺陷明显减少,涂层与轧辊基体结合强度显著增强;激光熔覆涂层提高轧辊的抗热冲击性较单纯等离子喷涂涂层轧辊提高了2.94倍。     

散射光强轮廓的波矢量空间变换研究

利用反射式随机表面的光散射实验测量系统,采用接收屏接收散射图样,用透镜对呈现在接收屏上的散射图样进行成像,并用CCD采集图样,测量了各向异性粗糙硅片在入射角40°-80°之间不同值时的光散射轮廓.根据散射理论可知,各向异性随机表面光散射的各种特征需在波矢量空间来研究,而在实验中只能测得实际空间的光散射轮廓,这需要将光散射轮廓由时间空间向波矢空间变换.笔者在理论上推导了它们之间的变换关系,并对所测得光散射轮廓的实际空间向波矢量空间进行具体变换,研究了各向异性随机表面在二维波矢空间的光散射轮廓分布.     

激光表面熔凝热喷涂涂层及其对涂层冲蚀磨损行为的影响

本工作研究了激光熔凝对火焰喷涂Ni-Cr-B-Si,Fe-Cr-B-合金涂层,等离子喷涂碳化物(Ni-Cr)合金涂层的显微组织结构和固体粒子冲蚀磨损行为的影响。结果表明,激光熔凝改善了涂层的组织结构,提高了冲蚀磨损抗力。本文探讨了涂层的冲蚀磨损机理。     

自熔合金粉末性能对喷焊涂层组织的影响

利用扫描电镜SEM和X射线衍射仪分析研究了自熔合金粉末颗粒内部形貌和夹杂物对涂层组织的影响.结果表明,在空心粉率相同的情况下,空心粉末中气泡在中心形成,内部壁厚均匀且较厚的粉粒比颗粒内部气泡出现偏移或开口的粉粒更易产生喷焊涂层微观缺陷(针孔);粉末颗粒内部存在着少量金属Cr夹杂,由于夹杂物表面生成了保护性氧化膜,喷焊时夹杂物不能溶解到基体中,涂层在进行磨削加工时出现剥离,形成不规则状缺陷.     

铜板上激光熔覆制备Co-Ni-Cu梯度涂层

用10 kW CO2激光器,通过优化激光快速熔覆工艺参数,先在铜合金上制备镍基韧性过渡层,再在其表层采用同步送粉工艺,在上述镍基涂层表面制备了结合良好且组织细小致密、无缺陷的钴基合金涂层,成功制备了Co-Ni-Cu梯度涂层.铜基体-镍基过渡层-钴基工作层的成分、组织和热物理性能呈现梯度分布,使熔覆过程中的热应力被缓解,完全避免了裂纹的产生.M7C3和M23C6型碳化物及钴基固溶体的形成使钴基工作层显微硬度高达655 HV,是铜合金硬度(90 HV)的7.3倍,而且从铜合金基体至镍基过渡层再到钴基工作层,显微硬度也呈梯度平缓增大,因此涂层具有无裂纹、内韧外硬的特性.     

ZrO2-ZiCrAl系功能梯度热障涂层界面残余热应力研究

研究用等离子喷涂方法制备Ｚｒｏ２－ＮｉＣｒＡｌ系功能梯度热障涂层的不同梯度过渡层之间,以及与基体之间界面的残余热应力和功能梯度热障涂层厚度、组分对残余热应力的影响．方法来用热弹性有限元方法．结果所设计的功能梯度热障涂层的界面残余热应力得到有效缓和．结论对于所要保护的基体,可用有限元数值分析结果选择适当的功能梯度材料体系．