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激光辅助化学气相沉积研究进展

光电工程 2022年第2期49卷 1-29页

作者：范丽莎刘帆吴国龙 volodymyr s.kovalenko 姚建华浙江工业大学激光先进制造研究院浙江杭州310023 浙江工业大学机械工程学院浙江杭州310023 高端激光制造装备省部共建协同创新中心浙江杭州310023 乌克兰国立科技大学激光技术研究所乌克兰基辅03056

激光化学气相沉积技术(LCVD)相较于传统化学气相沉积技术具有低沉积温度、高膜层纯度、高沉积效率等特点,在各类功能薄膜材料制备上有着巨大的应用前景。围绕激光化学气相沉积技术,本文详细阐述了激光热解离、激光光解离与激光共振激发... 详细信息

激光化学气相沉积技术(LCVD)相较于传统化学气相沉积技术具有低沉积温度、高膜层纯度、高沉积效率等特点,在各类功能薄膜材料制备上有着巨大的应用前景。围绕激光化学气相沉积技术,本文详细阐述了激光热解离、激光光解离与激光共振激发解离作用机制,同时介绍了各类LCVD的常用设备,着重总结了LCVD在金属材料、碳基材料、氧化物材料以及半导体材料等各类材料制备应用上的最新研究进展,特别介绍了LCVD制备过程中常用的检测与分析方法,最后讨论了激光化学气相沉积技术目前所面临的挑战与机遇,并展望了该技术的发展前景。

关键词：激光化学气相沉积薄膜制备热解离光解离共振激发解离

前驱体对激光熔覆复合溶胶凝胶制备陶瓷涂层的影响

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表面技术 2019年第2期48卷 1-9页

作者：张群莉姚中志周塘姚建华 volodymyr s.kovalenko 浙江工业大学激光先进制造研究院杭州310014 浙江工业大学机械工程学院杭州310014 乌克兰国立科技大学激光技术研究所乌克兰基辅03056

目的研究不同前驱体配比下,激光熔覆复合溶胶凝胶在3Cr13不锈钢表面制备的陶瓷涂层的性能,并对强化机理进行分析。方法通过溶胶凝胶法制备均匀的前驱体,即Ti O2和C(微米石墨和碳纳米管),利用激光熔覆技术,在3Cr13不锈钢基体表面制备出... 详细信息

目的研究不同前驱体配比下,激光熔覆复合溶胶凝胶在3Cr13不锈钢表面制备的陶瓷涂层的性能,并对强化机理进行分析。方法通过溶胶凝胶法制备均匀的前驱体,即Ti O2和C(微米石墨和碳纳米管),利用激光熔覆技术,在3Cr13不锈钢基体表面制备出高性能的涂层。采用光学显微镜、X射线衍射仪、扫描电镜和能谱仪对涂层组织和相成分进行分析,采用维氏硬度计对涂层的硬度进行测试,采用HT-600型高温摩擦磨损试验机测试基体和熔覆层在常温下的磨损性能。结果通过溶胶凝胶法,制备出均匀的Ti O2和C混合粉末。激光熔覆后,在覆层中均匀分布着Ti C和Cr7C3强化相。改变前驱体配比,当C和Ti O2的摩尔比增大时,涂层组织明显细化,且涂层中无气孔,显微硬度也有较大提高。当n(TiO2)∶n(C)=1∶8时,次表面显微硬度达到810HV0.2,涂层硬度从上到下呈现递减的趋势,且涂层的耐磨性最好,为基体的4.5倍。结论增大C和Ti O2两者摩尔比,可以提高熔覆层的显微硬度和耐磨性。在熔池中,Ti C密度较小,涂层中硬质颗粒从上到下依次减少,与之对应,硬度也依次递减。同时,碳纳米管的加入将对涂层起到细晶强化的效果。Ti与碳纳米管和微米石墨结合生成微米级和亚微米级Ti C,提高了形核率,Cr7C3以亚微米级Ti C为非均质核心,形核长大,生成均匀分布的Cr7C3强化相。

关键词：激光熔覆溶胶凝胶 3Cr13不锈钢 TiC Cr7C3 碳纳米管

316L表面激光熔覆复合微弧氧化制备陶瓷涂层

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表面技术 2019年第2期48卷 24-32页

作者：孙敏吴国龙王晔张群莉姚建华 volodymyr s.kovalenko 浙江工业大学激光先进制造研究院杭州310014 浙江省高端激光制造装备协同创新中心杭州310014 乌克兰国立科技大学激光技术研究所乌克兰基辅03056

目的提高316L不锈钢表面的耐蚀性和生物活性。方法首先采用激光熔覆技术在316L不锈钢表面制备钛层,然后对钛层表面进行微弧氧化处理,从而在316L不锈钢表面制备出含有Ca、P元素的多孔状陶瓷涂层。利用扫描电子显微镜(scanning Electron M... 详细信息

目的提高316L不锈钢表面的耐蚀性和生物活性。方法首先采用激光熔覆技术在316L不锈钢表面制备钛层,然后对钛层表面进行微弧氧化处理,从而在316L不锈钢表面制备出含有Ca、P元素的多孔状陶瓷涂层。利用扫描电子显微镜(scanning Electron Microscope,sEM)、能谱仪(Energy Dispersive spectrometer,EDs)、X射线衍射仪(X-Ray Diffraction,XRD)分析了钛层厚度对陶瓷涂层的表面显微形貌、元素含量及物相组成的影响。利用电化学实验、浸泡实验分别测试了涂层在1.5倍sBF溶液中的耐蚀性能和生物活性。结果通过激光熔覆复合微弧氧化能够在316L不锈钢表面制备出多孔状陶瓷涂层。随着钛层厚度的增加,微弧氧化原位生成的陶瓷涂层致密度、厚度也增加。当钛层厚度达到0.4 mm时,微弧氧化后得到的陶瓷涂层完整致密,厚度达到20μm。涂层主要由锐钛矿相Ti O2、金红石相Ti O2组成。极化曲线分析可知,腐蚀电位Ecorr为-0.162 V,腐蚀电流密度降至5.11×10-7 A/cm2。陶瓷涂层在1.5倍sBF中浸泡3天后表面即有羟基磷灰石沉积。结论通过激光熔覆复合微弧氧化在316L不锈钢表面制备的陶瓷涂层在模拟体液环境下具有较好的耐蚀性能,同时也具备良好的生物活性。

关键词： 316L 激光熔覆微弧氧化生物活性耐蚀性

不同气氛对激光熔覆IN718涂层形貌、组织与性能的影响

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表面技术 2018年第7期47卷 185-190页

作者：李栋张群莉张杰姚建华 volodymyr s.kovalenko 浙江工业大学激光先进制造研究院杭州310014 浙江省高端激光制造装备协同创新中心杭州310014 乌克兰国立科技大学激光技术研究所乌克兰基辅03056

目的研究不同气氛条件下激光熔覆IN718高温合金涂层的微观偏析。方法利用激光熔覆技术,在不同送粉气和不同保护气条件下制备了IN718高温合金涂层,并对制备的涂层进行双时效热处理。采用光学显微镜观察显微组织结构和特征,采用扫描电镜... 详细信息

目的研究不同气氛条件下激光熔覆IN718高温合金涂层的微观偏析。方法利用激光熔覆技术,在不同送粉气和不同保护气条件下制备了IN718高温合金涂层,并对制备的涂层进行双时效热处理。采用光学显微镜观察显微组织结构和特征,采用扫描电镜和能谱仪对涂层组织和相成分进行分析,采用维氏硬度计对涂层热处理前后的硬度进行测定。结果送粉气种类对熔覆层的形貌和组织有一定影响,而保护气种类对熔覆层的形貌和组织影响不明显。与氩气作为送粉气制备的涂层相比,氦气作为送粉气制备的涂层组织更加细密,Laves相的尺寸更小且分布更均匀,Laves相的体积分数由氩气送粉的9.35%减少到氦气送粉的5.25%,并且Laves相中Nb的质量分数由20%下降到16%,涂层硬度由287HV0.2提高到306HV0.2。双时效热处理后,涂层的显微硬度明显提高,氦气作为送粉气制备的涂层硬度为468HV0.2,高于氩气作为送粉气制备的涂层硬度447HV0.2。结论氦气作为送粉气能有效降低激光熔覆IN718涂层的Nb元素偏析,同时细化涂层组织,提高涂层显微硬度。氦气作为保护气对涂层形貌和组织的影响不明显。

关键词：激光熔覆 IN718高温合金保护气送粉气 Laves相微观偏析

预制坡口角度对激光增材再制造IN718合金组织与性能的影响

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表面技术 2019年第5期48卷 90-96页

作者：张群莉李栋张杰姚建华 volodymyr s.kovalenko 浙江工业大学激光先进制造研究院杭州310014 浙江省高端激光制造装备协同创新中心杭州310014 乌克兰国立科技大学激光技术研究所乌克兰基辅03056

目的研究在激光增材再制造IN718合金过程中,不同预制坡口角度对其组织与性能的影响。方法利用激光增材再制造技术对不同预制凹槽进行逐层叠加修复,采用光学显微镜观察显微组织,采用扫描电镜观察断口形貌,采用维氏硬度计对再制造试样进... 详细信息

目的研究在激光增材再制造IN718合金过程中,不同预制坡口角度对其组织与性能的影响。方法利用激光增材再制造技术对不同预制凹槽进行逐层叠加修复,采用光学显微镜观察显微组织,采用扫描电镜观察断口形貌,采用维氏硬度计对再制造试样进行硬度测量,采用残余应力测试仪测量再制造后基体表面的残余应力,采用万能拉伸试验机进行拉伸力学性能测试。结果当预制坡口角度大于130°时,能得到无组织缺陷、成形质量良好的增材再制造试样;当预制坡口角度小于110°时,修复界面会出现熔合不良现象,且修复区内部会出现裂纹。预制大的坡口角度进行激光增材再制造试验能获得组织更加细密、硬度分布更为均匀的再制造层,且大的坡口角度能有效降低再制造试样基体的残余应力。增大坡口角度有助于提高再制造试样的塑性,随着坡口角度的减小,再制造试样的力学性能变差。结论在进行激光增材再制造试验时,不宜预制过小的坡口角度,应根据损伤情况预制坡口角度较大的凹槽,有助于增加再制造成形件的组织均匀性,提高其力学性能。

关键词：激光增材再制造 IN718高温合金坡口角度显微组织残余应力拉伸性能

电磁复合场协同激光熔覆制备TiB_w/Ti网状结构复合涂层

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表面技术 2019年第5期48卷 102-107页

作者：袁莹林英华王梁张杰姚建华刘新新 volodymyr s.kovalenko 浙江工业大学激光先进制造研究院杭州310014 哈尔滨汽轮机厂有限责任公司哈尔滨150046 乌克兰国立科技大学激光技术研究所乌克兰基辅03056

目的利用电磁复合场(EMCF)辅助激光熔覆制备TiB_w/Ti网状结构复合涂层,探索电磁场对涂层组织结构的影响。方法以TiB_2∶Ti=1∶1(摩尔比)的混合粉末为熔覆材料,TC4作为基板材料,通过外加电磁复合场进行激光熔覆试验。通过扫描电子显微镜(... 详细信息

目的利用电磁复合场(EMCF)辅助激光熔覆制备TiB_w/Ti网状结构复合涂层,探索电磁场对涂层组织结构的影响。方法以TiB_2∶Ti=1∶1(摩尔比)的混合粉末为熔覆材料,TC4作为基板材料,通过外加电磁复合场进行激光熔覆试验。通过扫描电子显微镜(sEM)观察洛伦兹力方向对熔覆层组织结构的影响,利用X射线衍射仪(XRD)和维氏显微硬度计分析施加电磁复合场前后熔覆层的相组成和硬度分布。结果未施加电磁复合场的熔覆层组织主要为细针状、粗棒状和颗粒状组织。而施加电磁复合场后,熔覆层出现了网状结构,而且方向向下的洛伦兹力可使涂层内部形成空间间距更大的网状结构。此外,单独施加稳态磁场后,熔覆层只出现细针状和粗棒状组织。电磁复合场施加前后熔覆层硬度与基体相比,均有很大的提高。但未施加电磁复合场的熔覆层硬度变化幅度较大;施加电磁复合场后,随着距熔覆层表面距离的增加,硬度的变化幅度比较平缓。结论在洛伦兹力作用下,可得到TiB_w/Ti网状结构的复合涂层,电磁复合场使TiB_w/Ti网状结构强化相均匀分布,同时提高涂层的显微硬度。

关键词：激光熔覆洛伦兹力网状结构 TiB 电磁复合场显微组织

MOF-templated tubular Ni_(1−x)Co_(x)s_(2)-Cds heterojunction with intensified direct Z-scheme charge transmission for highly promoted visible-light photocatalysis

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Nano Research 2024年第7期17卷 6281-6293页

作者： Chuan Jiang Yuanxin Qiu Xinxin Xin Yanyan Li Huilin Li Hui Wang Jixiang Xu Haifeng Lin Lei Wang volodymyr Turkevych Key Laboratory of Eco-chemical Engineering International S&T Cooperation Foundation of Eco-chemical Engineering and Green ManufactureCollege of Chemistry and Molecular EngineeringQingdao University of Science and TechnologyQingdao 266042China shandong Provincial Key Laboratory of Olefin Catalysis and Polymerization Key Laboratory of Rubber-Plastics of Ministry of EducationSchool of Polymer Science and EngineeringQingdao University of Science and TechnologyQingdao 266042China V.Bakul Institute for superhard Materials National Academy of Sciences of UkraineKyiv 04074Ukraine

Hollow semiconductor nanostructures with direct Z-scheme heterojunction have significant advantages for photocatalytic reactions,and optimizing the interfacial charge transmission of Z-scheme heterojunction is the hinge to achieve excellent solar conversion *** this work,tubular Ni_(1−x)Co_(x)s_(2)-Cds heterostructures with reinforced Z-scheme charge transmission were constructed through an In-metal-organic framework(MOF)templated *** Z-scheme charge transfer mechanism was sufficiently confirmed by combining density functional theory(DFT)calculation,X-ray photoelectron spectroscopy(XPs),surface photovoltage spectroscopy(sPV),and radical testing ***,the use of sodium citrate complexant contributes to the formation of intimate heterointerface,and the Fermi level gap between Cds and Nis_(2)is enlarged through Co doping into Nis_(2),which enhances the built-in electric field and photo-carriers transmission driving force for Ni_(1−x)Co_(x)s_(2)-Cds heterojunction,resulting in an evidently promoted activity toward H2 evolution reaction(HER).Under visible-light(λ>400 nm)irradiation,the Ni_(1−x)Co_(x)s_(2)-Cds composite with 10 mol%Co doping and 80 wt.%Cds(NC_(0.10)s-80%Cds)achieved an outstanding HER rate up to 35.94 mmol·g^(−1)·h^(−1)(corresponding to the apparent quantum efficiency of 34.7%at 420 nm),approximately 76.4 times that of 3 wt.%Pt-loaded Cds and it is much superior to that of most Cds-based photocatalysts ever ***,the good photocatalytic durability of Ni_(1−x)Co_(x)s_(2)-Cds heterostructures was validated by cycling and long-term HER *** work could inspire the development of high-performance Z-scheme heterojunction via optimizing the morphology and interfacial charge transmission.

关键词： tubular heterostructure Z-scheme charge transmission interfacial coupling built-in electric field visible-light photocatalysis

Preliminary results of lithological and palynological study of svobodny,ancient man’s parking relic in Amur region,Russia

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Global Geology 2024年第3期27卷 121-131页

作者： kovalenko s.V. Kezina T.V. Kryuchko E.I. Mironov M.A. Center for the Preservation of Historical and Cultural Heritage of the Amur Region Blagoveshchensk 675000Russia Amur state University Blagoveshchensk 675027Russia

A single-layer monument svobodny,ancient man's parking lot-1,discovered in 2021 as part of archaeological work to study the zone of economic development of the Amur region was investigated lithologically and *** on the results of geomorphological analysis of the territory,the study of artifacts,palynological data,as well as analogy with previously identified and sufficiently studied relics in the region,the existence of the Osinoozersk late Neolithic culture in this territory is *** time of its expansion in the Amur region is determined within the framework of the second half of theⅣmillennium BC to the first half of theⅡmillennium *** preliminary results of palynological analysis suggest the existence of a temperate climate here,was close to the modern one,which does not contradict the reconstructed paleoclimate and environments of the region during the Holocene period.

关键词： Osinoozersk culture palynological spectra Zeya River paleoclimate

Belgica antarctica(Diptera: Chironomidae): A natural modelorganism for extreme environments

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Insect science 2022年第1期29卷 2-20页

作者： Iryna Kozeretska svitlana serga Pavlo kovalenko volodymyr Gorobchyshynand Peter Convey National Antarctic scientific Center of Ukraine 01601Taras Shevchenko blv.16KyivUkraine Taras shevchenko National Universityof Kyiv Department General and Medical Genetics01601Volodymyrska str.64/13KyivUkraine state Institution«Institute for Evolu-tionary Ecology of the National Academy of sciences of Ukraine» Department of Population Dynamics03143Lebedeva str.37KyivUkraine and4British Antarctic SurveyNERCHigh CrossMadingley RoadCambridge CB30ETUnited Kingdom

Belgica antarctica(Diptera:Chironomidae),a brachypterous midge endemicto the maritime Antarctic,was first described in *** more than a century of study,a vast amount of information has been compiled on the species(3750000 Google searchresults as of January 10,2021),encompassing its ecology and biology,life cycle and re-production,polytene chromosomes,physiology,biochemistry and,increasingly,***2014,***’s genome was sequenced,further boosting *** develop-mental stages can be cultured successfully in the *** together,this wealthof information allows the species to be viewed as a natural model organism for studies ofadaptation and function in extreme environments.

关键词： Belgica antarctica Chironomidae stress adaptation Antarctica