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第1章 激光技术基础 1

1.1 激光技术的物理基础 1

1.1.1 光的基本性质 1

1.1.2 光的自发辐射、受激吸收和受激辐射 2

1.1.3 激光的产生 8

1.2 激光器的类型与选用原则 13

1.2.1 气体激光器 13

1.2.2 固体激光器 17

1.2.3 半导体激光器 18

1.2.4 液体激光器及其他激光器 19

1.2.5 激光器的选用原则 20

1.3 激光加工用光学元件与机床 21

1.3.1 光学元件 21

1.3.2 激光加工机床 26

第1章参考文献 27

第2章 激光表面改性技术概述 29

2.1 激光相变硬化 31

2.2 激光重熔快速凝固 32

2.3 激光表面熔覆 38

2.4 激光表面合金化 41

2.5 工业应用实例 45

2.6 未来的研究方向 47

2.7 小结 50

第2章参考文献 50

第3章 γ-TiAl合金激光气相氮化技术 61

3.1 γ-TiAl合金及其表面改性 62

3.1.1 铸造γ合金 63

3.1.2 锻造γ合金 64

3.1.3 γ-TiAl合金的相变 66

3.1.4 γ-TiAl合金的改性 67

3.2 激光气相氮化γ-TiAl合金工艺和表面质量 68

3.2.1 激光气相氮化工艺过程 68

3.2.2 气相氮化层的表面特征 70

3.2.3 气相氮化层的缺陷 77

3.2.4 小结 84

3.3 激光表面气相氮化γ-TiAl合金的微结构与性能 85

3.3.1 氮化层组织的表征方法 85

3.3.2 氮化层的化学成分 85

3.3.3 氮化层的微结构 90

3.3.4 氮化层的显微硬度 102

3.4 小结 105

第3章参考文献 106

第4章 40Cr钢的激光局部强化与疲劳 110

4.1 提高材料疲劳抗力的方法 111

4.1.1 传统表面改性技术 111

4.1.2 激光表面改性技术 112

4.1.3 激光新工艺和新方法 117

4.2 激光局部强化40Cr钢的微结构 120

4.2.1 激光局部强化工艺 120

4.2.2 局部强化层的表征方法 125

4.2.3 微结构与残余应力 126

4.2.4 小结 135

4.3 激光局部强化40Cr钢的疲劳裂纹萌生抗力 135

4.3.1 局部强化方案设计 135

4.3.2 恒幅载荷下疲劳裂纹萌生 137

4.3.3 疲劳断裂特征 143

4.3.4 提高裂纹萌生抗力的微观机理 150

4.3.5 小结 154

4.4 激光局部强化40Cr钢的疲劳损伤规律 154

4.4.1 硬化材料与基体材料的力学性能 154

4.4.2 强化材料的缺口应力应变场的弹塑性有限元分析 158

4.4.3 疲劳裂纹萌生规律的形变功密度描述 162

第4章参考文献 167

第5章 纳米材料制备与激光气相沉积技术 180

5.1 纳米材料科技发展概述 180

5.1.1 基本概念与基本特性 180

5.1.2 纳米材料的起源与发展 181

5.1.3 陶瓷材料和纳米陶瓷材料 182

5.1.4 激光合成纳米材料新技术 184

5.2 纳米材料的制备方法 186

5.2.1 气相法 187

5.2.2 液相法 190

5.2.3 纳米金属与合金 191

5.2.4 纳米陶瓷 192

5.2.5 纳米薄膜 192

5.3 激光物理气相沉积(LPVD) 193

5.3.1 激光蒸发冷凝法 194

5.3.2 激光烧蚀法 195

5.4 激光化学气相沉积(LCVD) 197

5.4.1 硅基纳米粉 197

5.4.2 金刚石、纳米碳管与超硬膜 202

5.4.3 纳米金属及其陶瓷 204

第5章参考文献 208

第6章 激光化学气相合成纳米碳化硅 221

6.1 纳米SiC的合成与表征方法 221

6.1.1 反应原料的选择 221

6.1.2 合成原理与装置 224

6.1.3 表征方法 225

6.2 激光诱导有机硅烷合成纳米SiC 227

6.2.1 合成过程与工艺参数 227

6.2.2 纳米SiC的成分、形貌与结构 231

6.2.3 纳米SiC粉体的红外光谱 234

6.2.4 粒度分布与合成工艺的关系 236

6.2.5 小结 237

6.3 非晶纳米SiC的晶化 238

6.3.1 晶化过程与表征 238

6.3.2 晶化粉体的IR光谱 242

6.3.3 小结 243

第6章参考文献 244

跋 248