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激光定位对NiTi-铜异种激光焊接头显微组织和性能的影响
摘要： 采用直径400微米的镍钛合金（NiTi）与铜（Cu）异种金属脉冲激光焊接，研究了激光定位对NiTi-Cu接头性能的影响。研究发现，由于混合模式和成分分布的差异，激光定位对微观结构具有显著影响。在NiTi偏移焊和中心线焊中均观察到均匀的元素分布，而Cu偏移焊则呈现复杂的混合模式。改变激光位置会导致熔池合金成分变化，进而影响混合模式及各试样焊缝区的相形成。当激光束从NiTi向Cu移动时，焊缝区的NiTi和NiTiCu相被纯铜取代，平均硬度从512 HV降至158 HV。然而Cu偏移焊焊缝区因存在硬脆三元金属间化合物而呈现高硬度值。直径100微米的Cu偏移接头因组织不均匀及裂纹孔隙缺陷表现出最差的力学性能。研究表明：将激光束定位在NiTi或中心线位置时，无需优化激光参数或添加中间层即可实现良好的组织过渡并获得可接受的力学性能。
关键词： 异种焊接、铜、激光焊接、激光定位、形状记忆合金、镍钛合金
更新于2025-09-23 15:19:57
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使用激光电源对镍钛形状记忆合金进行焊后热处理
摘要： 本工作尝试采用激光电源对镍钛诺(NiTiNol)样品进行焊后热处理(PWHT)。首先使用镱:钇铝石榴石(Yb:YAG)激光电源将1毫米厚的镍钛诺板材以对接接头形式焊接，激光焊接采用连续模式进行，并从相变温度、显微硬度、抗拉强度及耐腐蚀性等方面评估焊缝质量。为提升焊接样品质量，通过激光束扫描焊接样品实施PWHT处理。研究发现，PWHT对镍钛诺焊接接头的相变温度、显微硬度、抗拉强度及腐蚀行为具有显著影响。
关键词： 激光热处理、镍钛合金、激光焊接、机械性能、腐蚀行为
更新于2025-09-19 17:13:59
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Ni60Ti40薄膜脉冲激光沉积过程中的原位等离子体监测
摘要： 研究了不同沉积条件下脉冲激光沉积制备的Ni60Ti40形状记忆薄膜的性能。通过空间-时间分辨光学发射光谱和ICCD高速相机成像实现了原位等离子体监测。采用SEM、AFM、EDS和XRD设备对薄膜进行了结构和化学分析。研究了沉积参数对薄膜化学成分的影响。剥离层在DSC中显示出与靶材特性不同的固态相变区间。采用分形模型通过多种不可微函数描述激光产生等离子体的动力学行为。通过流体动力学类型机制，时空同胚变换与烧蚀等离子体的整体动力学相关联。通过特殊SL(2R)不变性实现同胚变换的空间同步性，意味着可通过Riccati型方程描述等离子体动力学，并建立与光学发射光谱测量结果的关联。
关键词： 薄膜、原位等离子体监测、镍钛合金、脉冲激光沉积、分形建模、SL(2R)不变性、同胚变换、Riccati方程
更新于2025-09-19 17:13:59
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超声纳米晶体表面改性对选区激光熔化镍钛合金显微组织和马氏体相变的影响
摘要： 镍钛合金因其功能性特性，在生物医学和驱动传感设备领域具有重大应用潜力。采用选择性激光熔化（SLM）技术加工镍钛合金粉末，可推动生产具有集成功能特性的三维复杂部件这一新型应用的发展。作为生产流程的最后环节，精加工工艺需针对表面形貌优化与镍钛合金功能特性极限改变两方面开展研究。本研究探究了超声纳米晶表面改性（UNSM）这一先进表面处理方法对SLM成形的Ni50.8Ti49.2（原子百分比）马氏体相变及微观结构的影响。扫描电子显微镜、X射线衍射及差示扫描量热分析表明，UNSM工艺能产生应力诱发马氏体，至少部分抑制了马氏体相变。显微硬度分布显示，UNSM工艺可影响SLM成形镍钛合金样品从上表面至约750微米深度范围内的力学性能；而电子背散射衍射分析则表明初始奥氏体相在距UNSM处理表面200微米深度范围内发生了改变。
关键词： 镍钛合金，超声纳米晶表面改性，电子背散射衍射，X射线衍射，选择性激光熔化，微观结构
更新于2025-09-16 10:30:52
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采用Nd<sup>3+</sup>:YAG激光在NiTi形状记忆合金基板上制备微通道
摘要： 采用纳秒级Nd3+：YAG激光器在开放空气和水下加工条件下，在NiTi形状记忆合金(SMA)薄片上制备了微通道。通过三种不同激光波长(1064、532和355 nm)及扫描速度(4、10、14 μm/s)制备微通道，对比研究了加工条件(开放空气与水下)和扫描速度对切缝尺寸的影响。扫描电镜图像显示水下加工无碎屑和重铸层形成，而开放空气环境中表面不规则性显著。进一步利用紫外-可见光谱研究了开放空气与水下加工对NiTi的影响。X射线衍射技术表明，与未加工材料相比，加工材料中呈现与形状记忆特性相关的奥氏体相。此外，差示扫描量热法测定了相变温度。开放空气和水下环境加工的样品均显示出显著的相变温度偏移。这些基于激光的加工技术对于保持智能材料特性，以及制备用于可控体积药物递送、微流控和基于废热/体感热驱动装置的微通道具有重要价值。
关键词： 水下，Nd3+：YAG，紫外线，镍钛合金，形状记忆合金，微通道，相变，激光
更新于2025-09-16 10:30:52
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一种用于寻找镍钛形状记忆合金增材制造中最佳激光参数的预测模型
摘要： 形状记忆合金（SMAs）已广泛应用于航空航天、汽车和医疗等领域。镍钛（NiTi）合金因其卓越的功能特性——包括超弹性（SE）和形状记忆效应（SME）——成为其中最知名的合金。这些特殊性能源于马氏体与奥氏体之间的可逆相变。近年来，增材制造（AM）为制备复杂形状的镍钛制品提供了重要途径。众多研究者正致力于优化增材制造工艺参数，这些参数会显著影响最终产品的性能。实际上，通过控制激光功率、扫描速度和扫描间距等参数，可以定制打印镍钛部件的功能与力学行为，这些参数对3D打印件的性能起关键作用。特别是输入参数会显著改变应变恢复率和相变温度等力学性能，因此采用合适的参数组合至关重要。本研究基于人工神经网络（ANN）建立了预测模型，用于构建增材制造工艺输入与输出之间的非线性映射关系，并据此开发、测试及验证一套可用于优化工艺参数设置的增材制造原型工具。
关键词： 形状记忆合金、建模、镍钛合金、人工神经网络、增材制造
更新于2025-09-12 10:27:22
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通过纳秒激光环形扫描实现镍钛合金微/纳米结构表面的生物相容性
摘要： 我们通过纳秒激光在镍钛合金上展示了三种新型扫描模式，用于可控制备生物相容性微/纳结构。分别观察并分析了微/纳结构的表面形貌及其形成机理。表面氧化膜的产生提供了生物相容的细胞生存环境，同时微/纳结构显著促进细胞黏附与生长。值得注意的是，纳秒激光环形扫描能轻松制备多种微/纳结构，并赋予生物惰性的镍钛合金植入体更强的骨整合能力和生物活性。
关键词： 微观结构、镍钛合金、激光加工、表面、生物相容性
更新于2025-09-11 14:15:04
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液态Ni-Ti的密度及其测定的新光学方法
摘要： 采用电磁悬浮无容器处理技术对液态Ni-Ti合金进行密度测定。研究运用改进的光学测量方法：除侧面拍摄阴影图像外，增设顶部摄像机记录样品俯视影像，并据此计算密度修正系数。该方法获得的测量结果不受液滴旋转和静态形变影响，无需假设轴对称性?；谀Χ寤允挡饷芏仁萁蟹治觯⑾指旱哪Χ钐寤砻鱊i-Ti属于高度非理想体系。这些测量数据随后用于验证新近提出的摩尔超额体积、超额自由能与等温压缩率之间的关系。首次通过热力学模型实现了二元合金（Ni-Ti）超额体积的准确预测。
关键词： 摩尔体积、过剩体积、密度、电磁悬浮、镍钛合金
更新于2025-09-10 09:29:36
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精密脉冲囊切开术
摘要： 由Neuhann首创的手工撕囊术仍是白内障手术中切开前囊膜的标准方法。其局限性在于手工操作会导致开口大小和位置不够精准。除飞秒激光外，Zepto手术（精密脉冲囊切术，PPC）为提升撕囊标准化程度提供了可能方案——该技术通过内置镍钛合金环的柔性吸引适配器，以标准化方式制作5.25毫米囊口。目前尚未最终明确：PPC的囊膜强度是否与手工技术相当或更优？其在囊膜收缩方面的表现如何？
关键词： 标准化、撕囊、囊袋皱缩、镍钛合金、白内障手术
更新于2025-09-10 09:29:36
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[美国机械工程师学会（ASME）2018年国际设计工程与计算机信息技术会议——加拿大魁北克省魁北克市（2018年8月26日星期日）] 第4卷：第23届制造与生命周期设计会议；第12届微纳系统国际会议——电子束蒸发法制备形状记忆合金双压电晶片执行器的新见解
摘要： 为了制造具有高精度特征的形状记忆合金（SMA）双压电晶片微执行器，开发了一种结合电子束（E-beam）蒸发、剥离抗蚀剂和各向同性XeF?干法刻蚀的新工艺。为研究电子束沉积和退火工艺对镍钛（NiTi）特性的影响，分析了不同沉积速率及退火过程中溢流条件下的NiTi薄膜样品。通过扫描电子显微镜和X射线衍射表征发现，低电子束沉积速率及氩气环境退火工艺有助于形成NiTi晶体结构。此外，成功制备了特征尺寸小至5微米的高精度SMA双压电晶片微执行器，其实验验证的热机械性能与有限元分析模拟结果进行了对比。
关键词： 微细加工、退火、微执行器、双压电晶片、剥离抗蚀剂、电子束蒸发、XeF2干法刻蚀、镍钛合金、X射线衍射、形状记忆合金
更新于2025-09-09 09:28:46