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静态磁场对激光定向能量沉积镍基高温合金显微组织的影响
摘要： 研究了静态磁场对激光直接能量沉积过程中微观结构演变的影响。结果表明，随着磁场通量密度（MFFD）的增加，枝晶间距增大。此外，电子背散射衍射结果显示，随MFFD增大，外延生长更占优势。我们从磁场对熔体对流影响的角度讨论了这些发现，并提出外加磁场能有效抑制Marangoni对流。
关键词： 微观结构、静磁场、激光定向能量沉积、枝晶间距、马兰戈尼对流
更新于2025-09-23 15:21:01
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通过超快激光能量调控实现大面积亚100纳米二维纳米图案化
摘要： 将超快光与表面纳米起伏耦合，可形成周期性图案，其加工尺度达到创纪录的数十纳米级别。这种由近场相互作用驱动的自发图案形成技术，其广阔应用前景依赖于一步法规模化制造工艺。本研究报道了镍表面经超快激光辐照后，自组装形成直径20纳米、周期低至60纳米的非传统纳米腔阵列。与随机性强且缺乏规律性的激光诱导表面波纹截然不同，这些二维图案在极端尺度上展现出前所未有的均匀性。通过延迟施加交叉偏振激光脉冲来克服表面的各向异性偏振响应，首次实现了六方晶格有序排列的纳米腔阵列。该自组织现象的成因被确认为：激光诱导的稀疏波使纳米级熔融层失稳，进而引发马兰戈尼对流不稳定性所致。
关键词： 纳米图案化、自组装、超快激光、马兰戈尼对流、纳米腔
更新于2025-09-23 15:19:57
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金属有机框架的激光同步合成与微图案化
摘要： 通过局部激光加热前驱体溶液，实现了金属有机框架（MOF）的微图案化。在热诱导微气泡周围的对流作用下，先形成纳米级MOFs，随后快速组装。这种激光诱导的自下而上技术首次实现了MOFs的同步合成与微图案化，省去了预制备和稳定化的步骤。
关键词： 激光诱导合成、金属有机框架、马兰戈尼对流、微图案化、纳米金属有机框架
更新于2025-09-12 10:27:22
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4H碳化硅晶圆激光烧蚀过程中重铸行为的探究
摘要： 4H碳化硅（SiC）是适用于高速功率器件的半导体材料，同时也是一种典型的难加工硬脆材料。激光烧蚀是加工SiC的有效方法，但重铸层是激光烧蚀过程中不可避免的热损伤。本研究通过实验与数值模拟相结合的方法，探究了4H-SiC激光烧蚀过程中的重铸行为。重铸凸起高度为1.4-3.3微米，宽度为12-22微米，其成分包含SiC、Si和SiO2（检测到15.08 wt%的氧元素）。扫描电镜观察显示重铸凸起上存在微裂纹和孔隙群。熔池中的反冲压力与表面张力主导着重铸凸起的形成过程。5000K温度下Si蒸汽的反冲压力达2.27MPa，相当于大气压的22倍。模拟结果表明熔池中部流体呈环绕流动，周边流体向上流动——上部流动近乎层流，而熔池底部流动呈湍流状态并裹挟空气形成气泡。随着时间推移，熔池中汽化形成的匙孔逐渐加深且侧壁更趋倾斜，同时伴随重铸凸起的"生长"。平均激光功率增大导致重铸高度与宽度增加的主要原因有三：(a)反冲压力升高；(b)熔池温度梯度增大强化了马兰戈尼对流；(c)熔池体积扩大致使更多材料熔化。激光扫描速度降低时，熔池内更多液态材料发生汽化而非向外喷射形成重铸凸起。激光脉冲频率升高会降低峰值激光强度，从而导致反冲压力减小，同时还会减弱激光加热能力并减少可喷射的熔融材料量。
关键词： 马兰戈尼对流、反冲压力、4H碳化硅、重铸层、激光烧蚀
更新于2025-09-11 14:15:04