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激光淬火过程中温度分布的建模
摘要: 本文建立并提出了一个数学模型,用于计算激光淬火过程中钢板表面及内部的温度分布。该模型从基本热方程出发,推导出体积形式并与各种固态相相关联。模型基于激光淬火过程的三个关键影响参数:激光光斑移动速度和辐照时间。研究结果与文献报道的实验数据进行了对比验证。该体积模型可评估垂直和水平轴向上的温度分布。足够高能量密度的激光辐照可在表面产生固态相变。初步计算表明,温度分布在水平x-y轴上呈高斯分布,在水平和垂直深度方向上呈现指数递减分布。
关键词: 激光淬火、热处理、固相转变、时间-温度曲线
更新于2025-09-12 10:27:22
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空气退火纳米晶金刚石薄膜中增强且可调控的硅空位光致发光
摘要: 化学气相沉积法制备的纳米金刚石颗?;虮∧ぶ械墓杩瘴唬⊿iV)色心始终表现出光致发光(PL)猝灭现象。为解决这一问题,本研究采用对均匀掺杂硅原子的纳米晶金刚石(NCD)薄膜进行空气退火处理以提高SiV色心的PL发射效率。在金刚石未发生严重质量损失的情况下,随着退火温度和时间的增加,SiV色心在738 nm处的PL发射强度显著提升。与未处理薄膜相比,当NCD薄膜在600°C退火60分钟和700°C退火20分钟时,PL增强倍数分别达到约200倍和1473倍。高分辨透射电镜(HRTEM)、拉曼光谱和X射线光电子能谱(XPS)测试证实,这种SiV PL发射的巨大提升主要归因于金刚石表面从氢终止向氧终止的转变以及退火后薄膜结晶质量的优化。基于表面能带弯曲理论,我们提出一个示意图模型来阐明氧终止NCD薄膜中SiV PL增强的机制:氢终止NCD中形成的近表面光陷阱层在氧化过程中发生转变,从而促进来自内层的SiV PL发射额外收集。
关键词: 热处理、发光、表面改性、色心、纳米晶金刚石
更新于2025-09-12 10:27:22
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单壁碳纳米管上量子缺陷的热力学控制
摘要: 制备并表征了具有设计量子缺陷的单壁碳纳米管。通过热处理(温度范围从1215–1224纳米调整至1249–1268纳米),可调控该纳米管的光致发光(PL)特性。理论计算表明,热处理导致的PL光谱变化可通过从动力学产物到热力学产物的异构化过程来解释。
关键词: 量子缺陷,单壁碳纳米管,光致发光,热处理,异构化
更新于2025-09-12 10:27:22
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激光粉末床熔融制备的Ti-6Al-4V合金经热处理后的固态相变
摘要: 采用激光粉末床熔融(LPBF)技术制备了用于生物医学应用的Ti-6Al-4V合金样品。通过中子衍射(ND)、X射线衍射(XRD)、扫描透射电子显微镜(STEM)和能量色散光谱(EDS)研究了热处理诱导的固态相变。尽管ND分析在此类研究中较为少见,但该技术证实了原始态(#AP)样品的α'马氏体中存在残余β相。XRD分析和STEM观测均未检测到该残余β相。马氏体含有大量缺陷(主要为位错),这些缺陷在热处理过程中发生退火。元素扩散与分配是α?β相变的主要机制,在加热过程中导致晶格膨胀并决定最终相的形貌与尺寸。残余β相对α'→β相变动力学起关键作用。
关键词: X射线衍射、中子衍射、钛合金、相变、热处理、增材制造、扫描透射电子显微镜、能量色散光谱
更新于2025-09-12 10:27:22
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热处理对选区激光熔化成形的FGH4096M高温合金组织与性能的影响
摘要: 一种自行设计的镍基高温合金FGH4096M通过选择性激光熔化(SLM)制备而成。为通过优化微观组织和γ′析出相特征来提升SLM合金的力学性能,研究人员进行了不同热处理工艺试验。与沉积态合金相比,直接时效处理后合金仍保留柱状枝晶与等轴晶结构,但析出大量三次γ′相(尤其集中在亚晶界周围),使其获得最高抗拉强度却最低延伸率。在固溶时效处理(SSA)过程中,合金发生的回复与再结晶现象促使晶粒随固溶温度升高逐渐等轴化:当固溶温度较低(低于1100℃)时,二次γ′相随温度升高而减少,后续时效产生的三次γ′相则逐渐增多;当固溶温度超过1100℃(达到γ′相完全溶解温度)时,合金中仅均匀分布后续时效产生的三次γ′相。经双重固溶(1170℃+1050℃)+时效热处理(DSSA)后,合金中存在三种尺寸的γ′相。总体而言,SLM+SSA(1130℃)工艺处理的合金综合性能最佳,这与其均匀化的微观组织及单尺寸三次γ′相的均匀致密分布密切相关。
关键词: 微观结构,镍基高温合金,选区激光熔化,拉伸性能,γ′相,热处理
更新于2025-09-12 10:27:22
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热处理对Ti-6Al-4V选择性激光熔化样品在化学抛光过程中表面缺陷显现的影响研究
摘要: 选择性激光熔化(SLM)技术虽具诸多优势,但钛合金烧结后表面粗糙度仍存在问题。本研究展示了Ti-6Al-4V钛合金试样经选择性激光熔化、热处理、机械刷磨及酸抛光后的粗糙度测量结果。发现SLM试样表面粗糙度受热处理与化学抛光方式影响:在950℃油淬后经650℃时效120分钟时粗糙度最大;最佳表面质量则通过650℃退火2小时、950℃水淬、机械刷磨及化学抛光工艺获得。
关键词: 化学抛光,钛合金,热处理,选择性激光熔化,表面粗糙度
更新于2025-09-12 10:27:22
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DP980双相钢的高温激光束焊接
摘要: 双相钢已广泛应用于汽车行业的安全零部件,是吸能钢合金的标准材料。焊接后,这些部件的熔合区和热影响区会出现具有固有脆性的马氏体相变。本研究提出一种工艺方法:在激光焊接过程中及焊后,将DP980钢板保持在特定温度以生成贝氏体而非马氏体。采用527°C等温处理的结果显示,其微观组织由晶界贝氏体铁素体和残余奥氏体构成,基材、热影响区及熔合区的硬度恒定为280HV。室温焊接区域的硬度值介于320至500HV之间。高温焊接还使焊缝中心线的最大残余应力降低三分之一,从而减少了连接部件的变形。
关键词: 热处理、硬度测试、激光束焊接、双相钢
更新于2025-09-11 14:15:04
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固态复合材料中碳点向石墨烯的光诱导电荷转移
摘要: 通过微光致发光技术研究了滴涂法沉积碳点(CDs)的固相发射特性。以石墨烯和SiO2为基底,重点揭示了其导电性与绝缘性本质差异对碳点发射的影响。研究发现石墨烯上的碳点存在系统性发射效率衰减,推测这可能源于碳点表面态与石墨烯导带间发生光诱导电子转移导致的CD-石墨烯相互作用。最终利用对碳点发射影响可忽略的SiO2基底进行固相热处理,证实了调控碳点表面组成进而改变其发射特性的可行性。
关键词: 碳点、热处理、石墨烯、光致发光、电荷转移
更新于2025-09-10 09:29:36
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激光熔覆沉积Tribaloy 400涂层的热处理对组织和力学性能的影响
摘要: 本文研究了热处理对304不锈钢激光熔覆Tribaloy 400涂层显微组织、显微硬度、纳米硬度和耐磨性能的影响。结果表明:Tribaloy 400激光熔覆层显微组织为钴基树枝晶和共晶结构;经1250°C保温1h热处理后,共晶组织消失,在钴基体上形成条状Laves相,同时硬度明显提高;经1250°C保温1h后接着900°C保温4h热处理后,出现少量ε-Co,条状Laves相变粗钝,部分条状结构结合形成块状结构,硬度下降;由于Laves相硬度随温度升高而增加,样品在600°C的耐磨性优于室温。
关键词: 拉弗斯相、耐磨性、硬度、热处理、Tribaloy合金
更新于2025-09-10 09:29:36
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热处理诱导的GaMnSb薄膜磁各向异性
摘要: 已确定通过热处理控制含磁性MnSb纳米析出相的GaMnSb薄膜磁各向异性变化的条件与机制。为此,采用SQUID磁强计测量了样品在热退火前后的磁矩温度依赖性与磁场依赖性。研究发现,GaMnSb薄膜的热处理会显著提升由磁各向异性决定的特征参数值,包括阻塞温度从95K升至390K,磁各向异场从330Oe增至630Oe。透射电镜研究结果表明,热退火导致GaMnSb薄膜磁各向异性改变,这可能与磁性MnSb纳米析出相晶体结构从六方相(空间群P62/mmc)向立方相(空间群F-43m)转变有关。
关键词: 磁各向异性、GaMnSb薄膜、超导量子干涉仪磁强计、透射电子显微镜、MnSb纳米内含物、热处理
更新于2025-09-10 09:29:36