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基于二维磁光阱的增强型^(199)Hg冷原子团制备

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物理学报 2024年第1期73卷 140-148页

作者：余泽鑫刘琪鑫孙剑芳徐震中国科学院上海光学精密机械研究所量子光学重点实验室上海201800 中国科学院大学北京100049

在精密测量领域中,高效地制备冷原子团具有重要的意义.在光晶格钟里,缩短冷原子团的制备时间可以降低Dick噪声,从而提高光晶格钟的稳定性.本文采用二维磁光阱加推送光的构型提高了三维磁光阱在超高真空环境中的装载率,并通过压缩磁光阱... 详细信息

在精密测量领域中,高效地制备冷原子团具有重要的意义.在光晶格钟里,缩短冷原子团的制备时间可以降低Dick噪声,从而提高光晶格钟的稳定性.本文采用二维磁光阱加推送光的构型提高了三维磁光阱在超高真空环境中的装载率,并通过压缩磁光阱技术降低了原子团温度,实现了用于^(199)Hg光晶格钟的增强型冷原子团制备.实验上通过优化三维和二维磁光阱的失谐量和磁场梯度以及推送光的失谐量和功率等参数,将三维磁光阱的^(199)Hg冷原子装载率增强了51倍,提升至3.1×10^(5)s^(–1),然后使用压缩磁光阱技术将^(199)Hg冷原子团的温度降低至45μK,低于多普勒冷却理论温度.这种基于二维磁光阱的增强型冷原子团制备可在超真空环境下实现对三维磁光阱装载率的高增益,有效地缩短了冷原子团的制备时间,同时也降低了原子团的温度,有利于提高光晶格的转移效率,为其他冷原子实验中冷汞原子团制备提供了有效方案.

关键词：汞原子光晶格钟激光冷却二维磁光阱

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TC18钛合金电子束熔丝成形塑性调控

金属热处理 2024年第6期49卷 177-182页

作者：黄志涛中国航空制造技术研究院北京100024

针对电子束熔丝成形TC18钛合金成形件,结合光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)和能谱分析(EDS)等材料表征手段,对TC18钛合金的显微组织特征、断裂行为及断裂原因进行了研究。结果表明,TC18钛合金拉伸断裂模式为正断与切断两者相混合的断裂,... 详细信息

针对电子束熔丝成形TC18钛合金成形件,结合光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)和能谱分析(EDS)等材料表征手段,对TC18钛合金的显微组织特征、断裂行为及断裂原因进行了研究。结果表明,TC18钛合金拉伸断裂模式为正断与切断两者相混合的断裂,断裂机制为沿晶韧性断裂和穿晶韧窝断裂,断裂起源于晶界;在热等静压后产生了大量魏氏组织,是导致塑性下降的重要因素之一;利用高温热处理可改善晶界组织,在强度变化不大的条件下,沿成形方向拉伸塑性可提高至7%以上。电子束熔丝成形后由于晶粒异常粗大,且尺寸不均匀,薄壁结构性能受单个晶粒的影响较大。

关键词：电子束熔丝成形 TC18钛合金显微组织断裂机制塑性

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激光选区熔化TC4合金的高周疲劳行为

材料工程 2024年第3期52卷 61-70页

作者：武亮亮许瑞达焦泽辉于慧臣中国航发北京航空材料研究院北京100095 航空材料检测与评价北京市重点实验室北京100095 中国航空发动机集团材料检测与评价重点实验室北京100095

开展激光选区熔化(selective laser melting,SLM)TC4合金高周疲劳行为实验研究,对比分析两种取样方向(水平、垂直)、两种温度(室温、400℃)条件下合金的疲劳性能差异,探索了通过热等静压(hot isostatic pressing,HIP)方式提升合金疲劳... 详细信息

开展激光选区熔化(selective laser melting,SLM)TC4合金高周疲劳行为实验研究,对比分析两种取样方向(水平、垂直)、两种温度(室温、400℃)条件下合金的疲劳性能差异,探索了通过热等静压(hot isostatic pressing,HIP)方式提升合金疲劳性能的可行性。结果表明:退火热处理后,合金疲劳性能存在显著的各向异性,垂直方向试样疲劳性能高于水平试样;相较于室温,400℃条件下合金的疲劳寿命降低,但仍存在各向异性;热等静压后,合金的疲劳寿命呈现出一定程度的提升,疲劳性能各向异性趋势减弱。断口分析显示,SLM TC4合金裂纹主要起源于表面与亚表面缺陷处,以气孔为主,统计分析表明,垂直试样的源区缺陷尺寸要低于水平试样,这是导致合金水平试样疲劳性能降低的主要原因;热等静压后,合金水平和垂直试样裂纹均萌生于表面滑移处,此时合金的孔隙率显著降低,已无明显缺陷,而缺陷数量的减少是合金疲劳性能提升的主要原因。

关键词：激光选区熔化 TC4合金高周疲劳各向异性缺陷热等静压

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无人旋翼机载激光武器反蜂群作战概念研究

应用光学 2024年第3期45卷 495-506页

作者：周水亮金新李远青曾元松中国航空制造技术研究院北京100024

鉴于传统防空手段难以有效应对无人机蜂群的问题,提出了搭载高能激光器的旋翼飞行平台反蜂群概念。首先,通过研究了解典型蜂群的作战特点,分析了无人机蜂群可能的运用模式;其次,通过分析现有防空拦截系统的特性,引出旋翼飞行平台搭载高... 详细信息

鉴于传统防空手段难以有效应对无人机蜂群的问题,提出了搭载高能激光器的旋翼飞行平台反蜂群概念。首先,通过研究了解典型蜂群的作战特点,分析了无人机蜂群可能的运用模式;其次,通过分析现有防空拦截系统的特性,引出旋翼飞行平台搭载高能激光武器用于打击蜂群的运用方法;最后,分析研究了旋翼机载高能激光武器的可能运用场景、杀伤模式和打击流程。旋翼飞行平台搭载高能激光武器的光速攻击、点面杀伤、全天候打击等特点极其适用于蜂群来袭的运用场景,能够更高效拦截来袭蜂群,可靠保证重要设施的安全。

关键词：高能激光反蜂群防空决策规划评估

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同步辐射X射线衍射技术在残余应力分析中的应用

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材料工程 2024年第7期52卷 120-129页

作者：罗军李楠王曦刘昌奎中国航发北京航空材料研究院北京100095 航空材料检测与评价北京市重点实验室北京100095 中国航空发动机集团材料检测与评价重点实验室北京100095

残余应力贯穿于材料及构件的设计、生产、加工、制造、服役和失效的全生命周期,是影响材料及构件加工精度、尺寸稳定性及疲劳强度的关键因素,如何准确无损表征残余应力具有重要意义。与传统实验室X射线衍射方法相比,同步辐射X射线衍射... 详细信息

残余应力贯穿于材料及构件的设计、生产、加工、制造、服役和失效的全生命周期,是影响材料及构件加工精度、尺寸稳定性及疲劳强度的关键因素,如何准确无损表征残余应力具有重要意义。与传统实验室X射线衍射方法相比,同步辐射X射线衍射技术在亮度、准直、时间分辨率、空间分辨率、穿透深度等方面具有显著优势,是一种无损原位精确表征工程材料和关键构件残余应力有效的方法之一。本文围绕同步辐射X射线衍射技术在材料残余应力中的研究进展,重点阐述增材制造过程中高温合金的残余应力分析、激光喷丸技术对钛合金残余应力的影响、焊接铝合金残余应力评价、热处理参数对结构钢残余应力的影响以及陶瓷涂层的残余应力研究。最后,分析同步辐射X射线衍射技术在工业应用方面的不足,并展望未来的研究及发展方向,包括发展原位测试环境及装置、同步辐射X射线衍射技术与其他无损检测方法相结合等。

关键词：同步辐射X射线衍射残余应力工程材料关键构件

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TNM钛铝合金高温抗氧化行为研究

工程科学学报 2024年第10期46卷 1826-1833页

作者：邸士雄欧白羽李维赵春玲聂建豪油如月季显坤赵宇中国航发湖南动力机械研究所株洲412002 陆军航空兵学院北京101121

TNM(Ti–43Al–4Nb–1Mo–0.1B)钛铝合金具有较低的密度、优异的高温力学性能和较好的高温变形能力,其长期服役温度可达750℃左右,是备受瞩目的新一代航空发动机低压涡轮叶片用材料.选取热暴露温度时间不同的两个热暴露条件对TNM合金在... 详细信息

TNM(Ti–43Al–4Nb–1Mo–0.1B)钛铝合金具有较低的密度、优异的高温力学性能和较好的高温变形能力,其长期服役温度可达750℃左右,是备受瞩目的新一代航空发动机低压涡轮叶片用材料.选取热暴露温度时间不同的两个热暴露条件对TNM合金在空气中进行氧化实验,采用扫描电子显微镜、能谱仪及X射线光电子能谱分析仪对试样的表面形貌、氧化物组成进行分析,系统研究了TNM合金在不同温度、不同时间热暴露条件下的氧化规律.结果表明,在700℃和760℃下,TNM合金抗氧化级别分别为完全抗氧化和抗氧化等级.700℃下,TNM合金在氧化初期先生成TiO_(2),随后Al_(2)O_(3)逐渐增加,直至覆盖整个样品,在氧化进行200 h时,表面生成的氧化物主要为Al_(2)O_(3),含有少量的MoO_(2)、MoO_(3),能保持较好的抗氧化性;760℃条件下,合金在氧化初期即形成不稳定的Al的氧化物与Ti的氧化物,表面生成的氧化物主要为TiO_(2)和少量的MoO_(2)、MoO_(3)与MoO_(x)的氧化物.

关键词：钛铝合金高温氧化 X射线光电子能谱氧化行为氧化物

GH3230合金TLP扩散连接动力学实验研究

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北京航空航天大学学报 2024年第8期50卷 2595-2600页

作者：吴磊滕俊飞吕彦龙曲文卿庄鸿寿北京航空航天大学机械工程及自动化学院北京100191 中国航空制造技术研究院航空焊接与连接技术航空科技重点实验室北京100024

过渡液相(TLP)扩散连接能够获得与母材组织性能相似的焊缝,因而成为航空发动机热端部件镍基高温合金结构的重要连接技术而被广泛应用。TLP扩散连接过程中液相的等温凝固形成不含析出物的固溶体组织是TLP扩散连接机制与过程动力学的核心... 详细信息

过渡液相(TLP)扩散连接能够获得与母材组织性能相似的焊缝,因而成为航空发动机热端部件镍基高温合金结构的重要连接技术而被广泛应用。TLP扩散连接过程中液相的等温凝固形成不含析出物的固溶体组织是TLP扩散连接机制与过程动力学的核心环节,采用自行研制的镍基非晶态中间层针对GH3230合金的TLP扩散连接过程进行了研究试验,重点分析了不同连接时间条件下TLP扩散连接焊缝区域的元素扩散和分布特征,以中间层中Co元素为示踪原子,根据GH3230合金与中间层材料中的Co元素的含量分布状态判定等温凝固阶段前的液相最大宽度及等温凝固完成时间等重要参数,结果表明:液相最大宽度为72μm,GH3230合金在1180℃的焊接温度下TLP扩散连接等温凝固完成时间大于4 h。

关键词：镍基高温合金过渡液相扩散焊等温凝固液相最大宽度微观组织示踪原子

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碳纤维加热元件的制备及其对热塑性复合材料电阻焊接接头性能的影响

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复合材料学报 2024年第6期41卷 2900-2908页

作者：姚鑫霍红宇安学锋张宝艳中国航空制造技术研究院北京101300 中航复合材料有限责任公司北京101300

本文采用聚醚醚酮(PEEK)粉末悬浮浸渍工艺和PEEK树脂膜熔融浸渍工艺制备了两种不同的薄层碳纤维展宽布加热元件,并对碳纤维增强聚醚醚酮复合材料层合板的电阻焊接技术进行了实验研究。结果表明:采用“埋入式”电极布置方式,有效避免了... 详细信息

本文采用聚醚醚酮(PEEK)粉末悬浮浸渍工艺和PEEK树脂膜熔融浸渍工艺制备了两种不同的薄层碳纤维展宽布加热元件,并对碳纤维增强聚醚醚酮复合材料层合板的电阻焊接技术进行了实验研究。结果表明:采用“埋入式”电极布置方式,有效避免了电阻焊接过程中因加热元件裸露而产生的“边缘效应”现象。加热时间对焊接接头强度有明显的影响,接头强度随加热时间先增加后减小,在120 s时达到最大值28.1 MPa,断口失效模式从最初的粘接失效变为植入体与纤维的混合失式模式。对比粉末悬浮浸渍与熔融浸渍两种工艺制备的加热元件相应的焊接接头强度,在相同焊接工艺条件下前者相比后者提升15%。

关键词：电阻焊接热塑性复合材料 PEEK 失效模式力学性能

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全息光刻技术(特邀)

中国激光 2024年第12期51卷 227-253页

作者：刘宇洋潘东超付迪宇李思坤中国科学院上海光学精密机械研究所高端光电装备部上海201800 中国科学院大学北京100049

全息光刻是一种先进的掩模对准光刻,是接近式光刻的拓展,为大面积图形制造、集成电路互连封装以及微纳结构制造提供了一种方法。用全息掩模代替接近式光刻中的二值掩模,可以提高分辨率和成像对比度。与主流的投影式光刻相比,全息光刻无... 详细信息

全息光刻是一种先进的掩模对准光刻,是接近式光刻的拓展,为大面积图形制造、集成电路互连封装以及微纳结构制造提供了一种方法。用全息掩模代替接近式光刻中的二值掩模,可以提高分辨率和成像对比度。与主流的投影式光刻相比,全息光刻无需复杂的投影物镜系统,提供了一种低成本、高产率的替代方法。与传统的干涉光刻相比,全息光刻可以制造任意形状掩模图形,自由度更高。极紫外波段的全息光刻进一步将光刻分辨率提升到纳米量级。简要回顾了接近式光刻的理论与技术,介绍了全息光刻掩模设计与制造的基本原理,以及国内外研究进展。

关键词：全息光刻接近式光刻全息掩模分辨率增强技术