XLS《高强激光》

2015年重点科研平台项目指南 ,,

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序号 , 所属科研平台 , 研究方向(领域) , 方向简介(限300字) , 预期成果(研究目标) , 负责教师 , 负责教师联系方式

1 , 高强激光智能加工装备关键技术产学研开发中心 , 应用于高强激光防护的二阶非线性光限幅材料的合成与研究 , 高强激光在科学研究、国防、工农业生产等领域具有越来越广泛的应用.

强光对仪器与人体的损伤一直是该行业的一个重要安全问题.光限幅材料能够让样品对光的透过率随着入射光光强的增大而大幅减小.当激光强度增大到一定数值后,透射的光强会被限制在一个很低的数值,从而保护精密仪器的光电探测器,以及操作者的眼睛等柔弱器官免遭高强激光的灼伤.双光子吸收是一种反饱和吸收过程,此类材料具有良好的光限幅特性.早在1980年代,基于双光子的光限幅无机材料就已经被开发出来.不过,此类材料的应用范围局限于红外光区.最近二十年,以共轭聚合物为代表的新型光限幅材料诞生,使得光限幅材料在激光防护用品领域的应用有了进一步地发展潜力. ,

1、通过合理的设计,制备出一系列具有优良光限幅特性的双光子共轭聚合物材料.

2、通过物理性质的研究筛选出数个具有实际应用潜力的光限幅材料.

3、通过简单的防护装置的设计,对筛选出的光限幅材料进行实用化检验,获得该类材料在实际应用中的第一手数据,并为下一步开发出具备一定应用价值的高强激光防护用品积累经验.

4、将研究成果根据其价值转化为研究论文或专利,预期产出SCI论文1~2篇,并争取申请专利1项. , 瞿t , 021-67791220/15921952071

2 , 高强激光智能加工装备关键技术产学研开发中心 , 高频微振条件下激光熔覆陶瓷涂层的组织研究 , 陶瓷涂层中裂纹的形成是导致涂层失效的重要原因.本项目以增韧为突破口,提出一种通过控制显微组织制备高性能纳米Al2O3基复合涂层的新思路.该方法采用激光快速扫描并同步施加高频微振幅振动,以改善涂层形态、组织结构与应力状态.通过改变振幅、振动频率、模式,配合不同激光参数,研究各种热力条件下的涂层三维网状组织,描述其从粉体到涂层过程中的形成与演化,探讨其形成机制,具有重要的理论意义与应用价值. , ?提出高频微振复合激光重熔热-力共同作用下对涂层的影响机制;

?建立高频微振复合激光重熔的工艺参数优选准则;

?实现纳米Al2O3基复合涂层的可控制备;

?揭示双模态组织的形成机制及其演化规律;

?发表核心论文一篇以上(学生第一作者). , 李崇桂 ,

67791412

3 , 高强激光智能加工装备关键技术产学研开发中心 , 激光熔覆自润滑涂层 , 针对极端苛刻条件下,润滑油脂容易干燥、蒸发、分解或固化等失效问题以及关键零部件 结构―功能 一体化的需要,采用激光熔覆技术在关键基础件表面制备具有自润滑功能的复合材料涂层,为上述问题提供了极其有效的解决方案.激光熔覆能量密度高,热影响小,涂层致密且与基材冶金结合,涂层成分和厚度可控,可实现柔性选区加工等优点,被认为是目前机械零部件最为理想的绿色表面改性与再制造技术之.因此,将激光熔覆与固体润滑技术相结合,研制优异性能的自润滑复合涂层,能够在高温等苛刻环境下突破传统润滑油脂的润滑极限,对于减少装备摩擦与磨损、延长使用寿命、节能环保与节材具有重要的现实意义. , 1.通过工艺优化,探索激光熔覆自润滑涂层的最佳工艺参数;

2.获取成分合适的多元自润滑复合涂层;

3.制备性能优异的激光熔覆自润滑复合层,涂层具有明显的低摩擦系数;

4.公开发表核心及以上论文1-2篇(学生第一作者). , 闫华 ,

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4 , 高强激光智能加工装备关键技术产学研开发中心 , 硬质合金激光焊接接头 异常晶粒长大 机理及其抑制 , 该方向以低热膨胀系数合金(硬质合金、因瓦合金)为研究对象,以利用激光束作为热源制备优异的硬/软异质接头为目标,以材料表征、多传感信息融合技术和数值模拟技术为研究手段,研究物理冶金、材料微观本质与温度、应力等外在特性之间的内在联系.该方向相继得到了国家自然基金委、上海市科委、上海市教委的持续资助.该方向涉及如下研究内容,1-材料表征.利用SEM、XPS、TEM等先进测试手段,对低热膨胀系数合金的激光焊接头进行表征;

2-多传感信息融合技术.涉及机器视觉、图像处理等多项核心技术;

3-数值模拟.利用理论计算方法和ANSYS软件实现对激光焊焊接接头的温度场、应力场的计算,并通过物理实验进行验证. , (1)明确硬质合金在激光焊条件下异常晶粒长大机制.(2)突破自动化条件下不同粘结相含量、硬质合金-钢异质成形激光制造的关键技术.(3)通过专业的科研训练,使学生具备下列之一的科研能力,A- 材料表征及分析 实战技术B- 图像采集、阈值分割、二值化处理、图像识别 等多传感信息融合相关技术C-运用ANSYS等软件进行独立的数值计算能力. , 徐培全 ,

13661448502

5 , 高强激光智能加工装备关键技术产学研开发中心 , 增材制造的供粉工艺试验 , 供粉/丝是实现增材制造的一个重要因素.预置和同步送粉是当前工业生产和科学试验中的主要供粉方式.其中预置供粉主要受置粉方法,置粉厚度,置粉密度等因素的影响;

同步送粉主要受送粉速度,混粉方式(混合粉),送粉方式(激光辐照后进入熔池(又分同轴送粉和测流送粉)和先送粉到基底表面,再激光辐照)等因素的影响.本研究在现有条件可实现的供粉工艺上,开展供粉工艺试验,通过分析不同供粉工艺下增材制造材料的微观组织和几何形态,对比研究不同供粉工艺对增材制造的影响. , 专利和论文 , 刘延辉 , 021-67791203

6 , 高强激光智能加工装备关键技术产学研开发中心 , 钢材表面激光熔覆高熵合金涂层的制备及性能 , 高熵合金以其高硬度、良好的耐磨耐蚀性能而深受材料研究人员的重视,目前研究文献很多,但主要采用熔炼和熔铸等方法制备,虽有高熵合金薄膜制备的方法研究.但所制备的薄膜厚度仅能够达到微米尺度难以发挥高熵合金力学性能方面的优势,且对基底材料有一定的要求.激光熔覆技术能够在材料表面制备较厚的熔覆层,在高熵合金涂层的制备方面也有一些研究,但这些研究仅仅局限于涂层性能的内部组织的变化,忽视了基体材料对于熔覆层组织及性能的影响.本项目采用不同含碳量的钢材,在其上制备高熵熔覆涂层,研究基体组织C元素在熔覆过程的扩散行为及其对熔覆层组织及性能的影响. ,

1、在C类以上期刊发表论文1篇以上;

2、获得C及合金元素在熔覆过程中的扩散机制及其对熔覆层组织、性能的影响规律.

3、在钢材表面获得高硬度高耐蚀性的熔覆涂层. , 李忠文 ,

13918067060

7 , 高强激光智能加工装备关键技术产学研开发中心 , 1.激光焊接;

2.激光熔覆;

, 1,激光焊接:重点研究核电用材料激光焊接性,以及核电用材料激光焊接结构在核电站核辐射环境下的服役行为和安全性.2,激光熔覆:研究采用激光熔覆工艺提高不锈钢、钛合金等金属材料的腐蚀、摩擦磨损等性能. , 1,研究某种核电材料激光焊接工艺,及其力学性能.发表核心论文1篇.2,研究某种抗摩擦磨损涂层的激光熔覆工艺,及其磨损行为.发表核心论文1篇. , 李东 ,

15921803380

8 , 高强激光智能加工装备关键技术产学研开发中心 , 超级电容器材料和器件 , 研究方向为超级电容器材料和器件.本方向科研平台强大,拥有马弗炉、电化学工作站以及手套箱等进行材料制备和测试的设备.承担了上海市科委纳米专项、上海市经信委项目等共5项科研项目.有在读硕士研究生共4名.超级电容器根据储能机理的不同,分为炭基超级电容器(双电层电容器)和以金属氧化物及导电聚合物为电极材料的准电容电容器.目前非对称超级电容器由于具有能量密度高的优点而成为研究热点.本方向为交叉学科,将钠离子电池、锂离子电池的正极材料应用到非对称超级电容器中,开发出钠离子电容器和锂离子电容器等新型非对称超级电容器. , 1)通过优化电极材料的制备条件,制得能量密度达40Wh/kg(以正负极材料的总质量计算)的钠离子电容器和锂离子电容器电极材料,为提高钠离子电容器和锂离子电容器器件的性能打下坚实的基础.2)对电极材料的构效关系进行系统研究,揭示其影响的内在规律,指导高性能炭包覆Na2MSiO4(M=Mn,Co,Ni)和Li2MSiO4(M=Mn,Co,Ni)电极材料的定向制备.3)指导5-10名大学生参加大学生创新训练计划项目,培养学生的创新能力和实验动手能力.4)以大学生为第一作者发表论文1-2篇.5)提供研究报告及相关资料,完成项目鉴定. , 赵家昌 ,

13636341869

9 , 高强激光智能加工装备关键技术产学研开发中心 , 高强铝合金的冲压性能的研究 , 随着工业技术的不断发展以及节能减排标准的不断提高,用材的轻量化已成为产品设计和材料加工的一个重点发展方向.材料的轻量化的实现首先要提高材料性能,在飞机及汽车等领域高强铝合金的使用越来越多,目前高强铝合金的抗拉强度已达到700MPa,这一强度已达到高强钢的性能.随着材料强度的提高,产品的用材就可以大大减少,但随之而来的问题是材料的成形性能的降低.高强铝合金的板料成形一般在冲床上进行,但普通冲压设备的冲压速度和滑块运动轨迹都是固定的,而不同的冲床又需要不同的模具,因而对高强铝合金冲压性能的研究成本较高.我院引进的HIV-600伺服压力机具有冲压速度、滑块运动轨迹与压边力可调的特点,且冲压拉深实验平台已建成并投入使用.这一平台可满足材料在多种工艺条件下的性能参数测定,从而为高强铝合金的材料成形的工艺优化提供有力的支持. , 1,探索出某牌号高强铝合金的最佳成形参数.2,指导学生发表研究论文一篇.3,申请专利一项. , 邓沛然 ,

13917520577

10 , 高强激光智能加工装备关键技术产学研开发中心 , 高强钢成形性能 , 进入21世纪以来,汽车工业得到了飞速发展,给人们的出行带来了极大的便利,同时也造成了一些环境的负面影响.发展先进轻型、抗撞击、抗震汽车成为汽车工业发展的必然趋势.研究表明:汽车的重量每减轻10%,燃料可降低8%~10%.据统计],钢铁材料占生产一辆汽车所有用材的比例约为72%~88%,其中,薄钢板占据42%,特殊钢材占据30%.同时,如果板带钢具有良好的延展性和高强的冲击韧性就可以进行复合深拉伸和成形复杂的汽车结构件,使防震框架结构的制造成为可能.开发和研制高强度、高塑性钢、实现汽车的轻量化是近年汽车行业研究的重点和热点,由此极大地促进了高强度钢板的制造及应用技术进步.本项目拟采用微观组织观察、CAE优化分析、工艺控制等手段研究高强钢高速拉伸成形、激光冲击成形等方面的性能. ,

1、高强钢成形试样;

2、C类及以上文章1-2篇. , 苏钰 ,

13761147091

11 , 高强激光智能加工装备关键技术产学研开发中心 , 机器视觉为导向的激光切割技术 , 研究怎样通过机器视觉产品将被摄取目标转换成图像信号,传送给专用的图像处理系统,根据像素分布和亮度、颜色等................