关键词： 飞秒激光加工   光学衍射极限   蓝宝石   微纳结构  

摘要： 蓝宝石具有超强硬度及耐腐蚀、耐高温、在紫外-红外波段具有良好的透光性等优点,在军工业以及医疗器械方面具有广泛的应用前景.然而这些优点又对蓝宝石的机械加工或化学腐蚀加工带来困难.飞秒激光脉冲具有热损伤小、加工分辨率高、材料选择广等特点,被广泛应用于固体材料改性和高精度三维微纳器件加工.本文提出了利用飞秒激光多光子吸收特性在蓝宝石表面实现超越光学衍射极限的精细加工.利用聚焦后的波长为343 nm的飞秒激光,配合高精密三维压电位移台,实现激光焦点和蓝宝石晶体的相对三维移动,在蓝宝石晶体衬底上进行精确扫描,得到了线宽约61 nm的纳米线,纳米线间的最小间距达到142 nm左右.利用等离子体模型解释了加工得到的纳米条纹的产生原因,研究了激光功率、扫描速度对加工分辨率的影响.最终本工作实现了超越光学衍射极限的加工精度,为实现利用飞秒激光对高硬度材料的微纳结构制备提供了参考.

关键词： Chemical vapor deposition   Femtosecond laser writing   Laser ablation   Laser materials processing   Single mode lasers   Thin films  

摘要： Biomimetic hierarchical structures are an important branch among bio-inspired materials. These structures are responsible for rich physical and chemical phenomena. In this paper, we briefly reviewed facile methods to fabricate large-area biomimetic hierarchical structures via laser processing. One is based on femtosecond laser direct writing, and the other is based on two-beam interference lithography. In details, the first method is laser ablation on ZnS thin films via femtosecond direct writing combined with a phase mask. The second method is a multi-exposure lithography by two-beam interference on a photoresist with varied exposure angles to acquire structural hierarchies with periodicity. Owing to the outstanding patterning ability of the two laser-processing approaches, a diversity of large-area hierarchical structures can be obtained and show rich biomimetic functions such as superhydrophobicity. (C) 2017 Optical Society of America

关键词： 特种加工   机械制造   技术变革  

摘要： 科学技术的迅速发展不仅为我国制造技术的发展和创新提供了广阔的空间,同时也为现代制造工业的发展奠定了坚实的基础。而这对于现阶段特种加工工艺的创新和改革所发挥的作用尤其显著。本文主要就特种加工与传统机械制造工艺技术的改革和创新在我国社会经济发展过程中的积极作用进行了深入的分析和研究。

关键词： 特种加工   项目教学法   教学改革  

摘要： 将项目教学法应用到特种加工课程改革中,着力培养学生的工程意识和创新意识,在课程改革与建设中始终将培养学生解决工程实际问题的能力贯穿于整个教学过程,最终按照工程实际验收的标准对学生的学习成果进行检验。通过在特种加工课程中的一些探索,希望能够对其他高校相关专业的教学改革、人才培养起到一定的借鉴作用。

关键词： 电火花加工   磁场   放电通道   电蚀坑  

摘要： 放电过程中的横向静磁场可使带电粒子受到洛伦兹力而改变运动轨迹,造成工件上放电点的位置变化,进而引起电蚀坑形貌的变化。利用理论方法推算出磁场作用下的电子运动轨迹,得到工件上放电点的理论偏移值,并通过实验证明洛伦兹力改变了放电点的位置。结果表明:部分电蚀坑出现明显的拉长型畸变,放电点沿洛伦兹力方向移动,放电通道在洛伦兹力与工作液阻力的作用下逐渐发生偏移。电蚀坑被拉长后其深度会变浅,大而浅的电蚀坑将有助于提高电火花加工的表面质量。

关键词： 膜-基结合力   激光加工   微织构   复合加工  

摘要： 采用激光冲击、微织构加工、激光复合加工分别对7050铝合金进行了表面处理。在处理后的7050铝合金上制备了TiAlN涂层。利用划痕仪检测了三种表面处理技术下的膜-基结合强度。结果表明:三种表面处理技术都提高了材料的膜-基结合强度。当激光冲击采用3.89 J能量,微织构采用相离的搭接方式与5 W的激光功率时,膜-基结合力达到32.1 N,为未经处理时的2倍以上。

关键词： 特种加工机床   数控电火花成形机床   数控电火花线切割机床   专用数控电加工设备   激光加工机床   增材制造机床   评述  

摘要： 通过对第十五届中国国际机床展览会(CIMT 2017)参展特种加工机床的现场调研、资料收集以及与参展厂商的座谈交流,对国内外数控电火花加工机床、激光加工机床、增材制造设备的技术特点及发展趋势进行了比较深入和系统的评述,并对特种加工机床的应用与市场拓展进行了分析。

关键词： 光滑   非光滑   机械加工   激光加工   耐磨性  

摘要： 采用UMT-2微观摩擦磨损试验机,研究45钢光滑试样、机械和激光加工凹坑形非光滑试样的耐磨性。试验结果表明,在本次试验条件下,光滑试样耐磨性最差,相同尺寸和间距凹坑形激光加工试样耐磨性高于机械加工试样;且凹坑直径和间距相等时,即凹坑分布越均匀耐磨性越好;分析了激光加工试样的耐磨机理,为凹坑型非光滑表面尺寸和分布密度的选取提供了初步的试验数据。

关键词： 激光技术   水辅助激光加工   FLUENT软件   流场速度   流场仿真  

摘要： 为了研究水辅助激光加工靶材上方水层流动的特性,采用流体动力学分析软件FLUENT,对3种不同结构的水辅助激光加工的水流装置进行建模仿真,分析了靶材上方流体的速度场,并对结果进行对比分析。结果表明,由垂直于靶材上方的速度位置图的分析可知,装置结构的差异使得流场也具有差异性;靶材上方1cm以内位置,流体速度平稳,有利于传输激光,排出熔渣和放置加工材料。这对选择水辅助激光加工构建控制水层流动的装置提供了理论依据。

关键词： ZnS   飞秒激光   激光能量   扫描速度   表面形貌   疏水性能  

摘要： ZnS材料具有良好的光学和电学性能,是一种重要的半导体材料,在电学,光学和催化领域有巨大的应用前景。研究了飞秒激光能量和扫描速度对ZnS表面形貌及其疏水性能的影响规律。研究发现,随着激光能量增加沟槽深度和宽度增加,同时沟槽深度变化更为显著;扫描速度减小时,沟槽深度和宽度增加,沟槽边缘质量更好。在此基础上,研究了扫描速度对ZnS表面湿润特性的影响。实验结果表明,扫描速度越小,沟槽形貌越粗糙,其表面疏水性能更强,实验获得的最大疏水角为140°。