液体辅助氮化铝陶瓷飞秒激光直冲式盲孔加工

为探究采用液体辅助加工技术提高飞秒激光直冲式盲孔加工质量的可行性，课题组设计了一种液体辅助激光加工装置。选择纯水、质量分数为75%的乙醇溶液以及盐酸乙醇混合溶液作为辅助液体用于激光加工，在激光加工参数重复频率为0.3 MHz、单脉冲能量为20 μJ、脉冲数为250~20 000时，探究了不同液体辅助加工条件下盲孔尺寸和盲孔的孔口、侧壁形貌变化规律，并分析了相关形貌和缺陷的产生原因和机理。结果表明：在盐酸乙醇混合溶液中进行直冲式盲孔加工，加工出的盲孔孔形相对规整，孔口和侧壁的形貌质量较高。液体辅助激光加工是提高氮化铝陶瓷飞秒激光直冲式盲孔加工质量的一种有效方法。     

重复频率对飞秒激光直冲式加工氮化铝陶瓷盲孔的影响

为探究飞秒激光加工参数中激光重复频率对盲孔尺寸和形貌的影响规律，课题组使用飞秒激光直冲方式对氮化铝陶瓷表面进行盲孔加工，通过实验探索激光重复频率对盲孔入口直径、孔深、孔口形貌以及孔侧壁形貌的影响规律。研究结果表明：随着激光重复频率的增大，盲孔的入口直径和孔深均呈现出增大至饱和的趋势且在重复频率为0.3 MHz左右达到饱和；盲孔的孔口形貌和侧壁形貌均随着重复频率的增大而变差，孔口周围的熔溅物堆积现象愈发严重，侧壁重铸层附着愈发严重。重复频率过高或者过低都会使得直冲式加工的盲孔达不到理想的尺寸和形貌。     

铜/钢电子束自熔焊与间隙填丝焊焊缝成形研究

由于电子束自熔焊焊接过程中焊接接头间隙适应性效果差,在焊透的情况下极易产生焊缝表面下塌等缺陷,影响焊缝的成形质量和接头力学性能。课题组采用电子束间隙填丝焊焊接方法,分别以QCr0.8和304不锈钢为母材,紫铜焊丝作为填充材料,开展了电子束自熔焊和间隙填丝焊两种焊接试验。对比两种焊接方法下的焊缝成形质量,重点揭示了电子束间隙填丝焊接头成形特点。结果表明：电子束自熔焊存在明显的焊缝表面下塌缺陷,而电子束间隙填丝焊对接头间隙适应性效果非常好,可获得成形质量良好的焊缝;可以极大地改善焊缝表面下塌缺陷。在试验参数范围内,当间隙值为1.2 mm时,电子束间隙填丝焊焊缝表面下塌量仅有0.1 mm,对应的接头最高抗拉强度为240 MPa,全面优于铜/钢电子束自熔焊接头。     

激光直写法制备超疏水PDMS表面

为探究激光直写制备超疏水PDMS表面的方法，课题组通过激光点阵列直写制备了具有不同粘附力的超疏水表面。使用飞秒激光点阵列扫描在PDMS表面制备微纳结构，通过改变激光功率和扫描点间距实现了不同疏水性和粘附力的超疏水表面。通过对界面润湿状态的分析，研究了表面结构疏水性和粘附性转变的原因。结果表明：使用飞秒激光直写点阵列结构在PDMS上制备超疏水表面是一种有效且可调粘附性的方法。