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oe1(光电查) - 科学论文

132 条数据
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  • 超级合金激光增材制造中不同冷却速率下的晶粒尺寸演变

    摘要： 激光增材制造中的加工参数对凝固微观结构（尤其是晶粒尺寸）具有关键影响，从而影响最终产品的性能。本文通过实验研究了扫描速度、激光功率和送粉速率等加工参数对激光金属沉积过程中凝固轨迹晶粒尺寸的影响。同时建立了一个考虑传热、相变和马兰戈尼对流的三维模型，用于模拟凝固参数（特别是冷却速率G×R）以阐明其内在机制。实验与模拟结果表明：随着扫描速度从2 mm/s提升至10 mm/s，冷却速率增大且晶粒尺寸从8.7 μm减小至4.7 μm；相反，激光功率和送粉速率的增加会导致冷却速率降低及晶粒尺寸增大。数值模拟与实验结果为增材制造工艺提供了微观结构调控与性能优化的潜在可能。

    关键词： 晶粒尺寸，激光增材制造，高温合金，凝固，冷却速率

    更新于2025-11-21 11:18:25

  • 解析溶液法制备碘化铜薄膜的电学特性及其在CuI/n-Si太阳能电池中的应用

    摘要： 已详细研究了温度和液相碘掺杂对旋涂法制备CuI薄膜电学性能的影响。XRD研究表明，CuI薄膜具有多晶特性，碘掺杂可提升薄膜的结晶质量和晶粒尺寸。SEM图像显示碘掺杂增强了CuI薄膜的表面均匀性?；舳вΣ馐灾な担獠粼硬唤鎏岣吡吮∧さ牡绲悸?，还增大了载流子浓度和迁移率。未掺杂CuI薄膜的电阻率在约80°C时出现急剧下降，而碘掺杂薄膜则无此现象。碘掺杂薄膜的光学透过率和带隙也有所增加，表明其具有高度简并特性。这些发现表明，碘掺杂旋涂CuI薄膜有望成为溶液法制备CuI/n-Si太阳能电池的候选材料。

    关键词： 液相掺杂碘、旋涂法制备的碘化亚铜薄膜、开关行为、电学性能

    更新于2025-11-21 11:18:25

  • 通过水诱导纳米多孔热冷却层提升硅太阳能电池的工作效率

    摘要： 硅太阳能电池下方14毫米厚的纳米多孔热冷却层（TCL）将其工作温度从82°C降至68°C。这一降低的工作温度使其绝对工作效率提升了0.75%。对TCL所用材料进行的X射线衍射分析显示其具有非晶特性。扫描电镜图像证实，相互连接的碳颗粒在TCL内形成了微通道。进一步的场发射扫描电镜分析用于检查碳颗粒的深层结构，显示出颗粒内部的纳米多孔形貌。通过BET测量法检测了所用TCL的孔隙率，证实该TCL具有高度多孔性，其比表面积约为798.35平方米/克，平均孔径为2.3纳米。详细研究了诱导水浓度（0.049至0.49毫升/立方厘米）对纳米多孔TCL增强冷却效率的影响。使用饱和水（0.49毫升/立方厘米）的TCL（14毫米厚）进一步将设备工作温度从68°C降至58°C，且设备在该温度下持续运行约三小时。此外，为延长有效作用时间，详细分析了饱和水TCL厚度（4毫米至26毫米）对冷却效率的影响。在太阳能电池下方使用优化后的饱和水TCL，将其工作效率从82°C时的11.4%提升至58°C时的12.69%，显示出电池效率的绝对和相对提升分别为1.29%和11.32%。最后，详细讨论了TCL的热分析及其内部的水冷却机制。

    关键词： 效率提升、硅太阳能电池、热冷却层、冷却平台期、冷却剂、纳米多孔结构

    更新于2025-11-21 11:18:25

  • 6061铝合金与铝基复合材料的异种金属激光焊接接头

    摘要： 本文采用激光焊接技术研究了6061铝合金与铝基复合材料的异种金属连接。在搭接接头中添加了TiB2颗粒，分析了焊接工艺、显微组织及焊接接头的耐蚀性能。结果表明：优化后的工艺参数为激光功率6 kW、焊接速度0.6 mm/s、脉冲宽度11.5 ms、激光频率4.5 Hz。熔池中存在少量明显气孔，显微组织中含有Al2Ti、Fe2Si和Al0.5Fe3Si0.5相。焊接过程中部分TiB2颗粒发生分解并与熔融铝反应，其余TiB2颗粒通过形核凝固析出，过量TiB2颗粒被熔融铝推至晶界。熔融基体金属对TiB2颗粒具有良好润湿性。不同状态下合金的耐蚀性由高到低依次为：焊缝梁>6061铝合金>铝基复合材料。

    关键词： 铝基复合材料、激光焊接、TiB2颗粒、微观结构、6061铝合金、异种金属接头、腐蚀性能

    更新于2025-11-21 11:18:25

  • 再生纤维素作为多孔二氧化硅复合材料的模板用于随机激光发射

    摘要： 散射介质会扩散光线，这对光子学应用通常没有太大价值。然而，多重散射能使光被困在材料内部，延长光子寿命——这种被增益介质放大的效应，正是随机激光现象的核心原理之一。本研究创新性地采用多孔纤维素材料负载铝氧烷-环氧-硅氧烷杂化物，作为随机激光应用的模板。通过溶胶-凝胶法制备多孔纤维素与勃姆石-GPTS杂化物，将复合体（纤维素+杂化物）加热至600°C分解纤维素纤维，形成三维多孔氧化铝-二氧化硅网络，再浸入罗丹明B乙醇溶液作为激光增益介质。样品经全面表征后，采用脉宽100ps的Nd:YAG激光器二次谐波（532nm）作为激发源进行随机激光研究。当泵浦能量密度超过62 mJ/mm2时，检测到非相干反馈激光发射，并测定了激光阈值能量密度与发射带宽等特征参数。

    更新于2025-11-21 11:18:25

  • 一种用于选择性激光熔化的高强度Al–Zn–Si–Mg–Cu合金的开发

    摘要： 尽管增材制造工艺已在多个工业领域广泛应用，但目前专为这些技术设计和优化的材料仍很有限。当前市场上仅少数铝合金可用于结构件的3D打印，其中含硅镁元素的铸造铝合金是最常见的增材制造用铝合金，虽具有优异的加工性能但力学性能一般。本研究通过混合Al-Er-Zn-Mg-Cu与Al-Si-Mg粉末并分析其选区激光熔化后的组织与性能，探究了硅元素对高强度Al-Er-Zn-Mg-Cu合金热裂敏感性的影响。最终设计出新型Al-Er-Zn-Si-Mg-Cu合金，采用气体雾化法制备成粉末合金并进行测试。通过同步辐射X射线衍射、差示扫描量热法和显微分析研究了该合金的组织与相变。经选区激光熔化处理的Al-Er-Zn-Si-Mg-Cu合金相对密度达99.8%，检测组织内未发现热裂纹。同时评估了该合金从铸态和固溶退火状态进行时效处理的能力，结果表明其具有良好的直接时效响应（直接从铸态开始），在165°C优化时效2小时后，屈服强度和抗拉强度分别达到402MPa和449MPa，硬度为174HV。

    关键词： 差示扫描量热法、金属增材制造、力学性能、同步辐射X射线衍射、高强度铝合金

    更新于2025-11-21 11:18:25

  • 高功率激光驱动掺铈钇铝石榴石荧光粉结合蓝宝石圆盘实现卓越白光转换效率

    摘要： 报道了一种通过自燃法制备Y3(2-x)Al5O12:xCe3+（0.03-0.24）黄色荧光粉的简易合成方法，以及不同尺寸荧光粉掺杂蓝宝石圆盘（PISD）的制备方法。在445 nm高功率蓝光激光二极管激发下，优化浓度的Ce3+掺杂钇铝石榴石（YAG）荧光粉在550 nm波长处测得最大光致发光（PL）强度。所开发的PISD展现出优异的稳定性和发光性能。相较于现有蓝光发光二极管，蓝光激光二极管有望使白光发光强度实现数个数量级的突破性提升。这项新兴技术前景广阔，通过调节激光功率可精准控制发射白光的强度，应用潜力无限。因此，与常规技术相比，这种基于PISD与蓝光激光二极管集成的新方法为高效白光产生带来了范式转变。此外，此类配置具有更强的造型和封装灵活性，能减小制成单元的整体尺寸，使其适用于各类照明应用。

    关键词： 蓝光激光二极管、光致发光、光学几何结构、白光转换、黄色荧光粉

    更新于2025-11-21 11:18:25

  • 三维振动对SS316L合金激光熔覆的影响

    摘要： 作为表面改性的常用方法，激光熔覆技术在金属零件表面硬化与修复中具有重要作用。然而熔覆件中存在的裂纹、拉应力及气孔等缺陷会显著影响其性能与应用。本研究采用三维振动辅助激光熔覆工艺，在45钢基体上制备了SS316L熔覆层，系统分析了不同振动参数下涂层组织结构及结合界面的性能差异。通过光学显微镜和扫描电镜对熔覆层与基体组织进行观察发现：三维振动能有效细化熔覆层中的柱状树枝晶，其振荡作用既加速熔池液态流动又促进热传递，既降低温度梯度又提高凝固生长速率；同时振动显著减少了熔覆层气孔率与最大孔径尺寸。三维振动辅助使熔覆层平均显微硬度明显提升，实验表明其效果优于单一垂直振动。该方法为改进激光增材制造与再制造提供了可行途径。

    关键词： 激光熔覆、显微硬度、三维振动、微观组织

    更新于2025-11-21 11:18:25

  • 磷酸盐激光玻璃的速度依赖性磨损行为

    摘要： 采用往复滑动摩擦磨损试验机，研究了磷酸盐激光（PL）玻璃在干燥和潮湿空气中的速度依赖性磨损行为。实验结果表明，PL玻璃的磨损速度依赖性对水的存在极为敏感。在干燥空气中，PL玻璃的速度依赖性磨损呈现以断裂为主的损伤行为。随着速度增加，赫兹裂纹先增多后趋于饱和，同时材料去除体积也先增大后基本保持不变。而在潮湿空气中，磨损机制转变为摩擦化学控制过程，不同速度下玻璃表面几乎不形成裂纹。随着速度提升，应力增强水解作用减弱，PL玻璃的材料去除体积急剧下降。这些结果有助于理解磷酸盐激光玻璃在不同工况下加工和使用过程中的表面损伤与材料去除机制。

    关键词： 水，磷酸盐玻璃，速度，裂纹，摩擦化学磨损

    更新于2025-11-21 11:18:25

  • 碳纳米管-氧化铁(III)纳米复合材料作为染料敏化太阳能电池阴极：计算建模与电化学研究

    摘要： 以下是关于多壁碳纳米管（MWCNT）与α-三氧化二铁（α-Fe?O?）纳米复合材料作为染料敏化太阳能电池（DSCs）阴极材料适用性的评估结果。通过扫描电子显微镜（SEM）、能量色散光谱（EDS）和X射线元素映射分析对MWCNT/α-Fe?O?纳米复合材料的形貌和结构进行了表征。此外，针对代表高电流密度、低峰谷分离、低电荷转移电阻及近乎100%稳定响应信号的I?/I??氧化还原对的电化学活性，研究了该纳米复合材料的性能。进一步采用分子力学（MM）和限制性Hartree-Fock/半经验参数化（RHF/PM6）方法进行的计算建模显示，所建模型纳米复合材料的最高占据分子轨道（HOMO）、最低未占分子轨道（LUMO）及HOMO-LUMO能隙分别为-6.88 eV、-3.62 eV和3.26 eV，这些特性与DSC结构的电子能级级联相匹配。最终，采用N719敏化TiO?光阳极和MWCNT/α-Fe?O?对电极组装的DSC器件，展现出0.7 V的开路电压、20.37 mA cm?2的短路电流密度及6.0%的功率转换效率。本研究成功证实了该纳米复合材料作为碘基染料敏化太阳能电池阴极材料的潜力。

    关键词： 染料敏化太阳能电池，纳米复合材料，碳纳米管，分子力学，RHF/PM6，氧化铁(III)

    更新于2025-11-21 11:18:25