图。1。实验驱动的工作流程。(1)使用单轴激光加热系统在空气动力学悬浮的HFO 2样本上使用单轴激光加热系统在较宽的温度范围内测量实验高能量X射线和中子衍射模式。(2)基于群集的主动学习可以在广泛的相空间进行探索(3)迭代训练和拟合方法提供了反馈(2)。
利用脉冲激光激发和加工材料已经成为科学和工业领域的多功能工具。例如,脉冲激光加热用于产生冲击波,用于动态压缩研究1-3、光声材料光谱4-6或工业应用,如激光烧蚀7,8、激光切割9,10或激光打标11。在许多其他实验和应用中,激光加热虽然是一种不受欢迎的副作用,但必须加以考虑。当今商用脉冲激光源发出的脉冲持续时间从几飞秒到几百纳秒不等。因此,激光加热的相关时间尺度至少延伸超过五个数量级。除了脉冲持续时间之外,光与物质的相互作用还取决于其他参数,如激光波长λ、激光能量密度和脉冲重复率。通常,这些量的最佳组合是在实证研究中找到的。本文推导出一个参数来描述不透明介质吸收激光脉冲后的热扩散动力学。该参数仅取决于材料常数和激光脉冲持续时间,并允许快速估算样品表面产生的峰值温度。
在过去的十年中,拉曼光谱已被证明是一种强大的光谱方法,有助于了解纳米级复杂而迷人的能量传输世界。人们开发了各种基于拉曼的方法来测量二维材料和其他纳米级结构的热性能。光热拉曼法常用于确定原子级薄材料(如石墨烯和过渡金属二硫属化合物 (TMD))的界面热阻 (R ″ tc ) 和热导率 (k)。[1–4] 该技术同时使用激光加热样品和拉曼信号表征。温度相关的拉曼信号和 3D 热传导模型用于提取热性能测量值。通过焦耳加热的拉曼测温法同样可以探测界面能量传输和热导率;通过用激光加热代替电流加热源,可以使用物理建模和温度相关的拉曼信号来确定 R ″ tc 。 [5,6] 最近,人们设计了另一种综合光热拉曼方法,使用连续波和脉冲激光来测量二维材料的热性能。[7] 该方法通过比较一系列激光光斑尺寸和脉冲持续时间的不同拉曼温度响应来测量单层和多层石墨烯的 k。此外,双激光拉曼测温法和双波长闪光拉曼映射法分别用于测量二维材料和纳米线的热导率。[8,9]
摘要:激光丝馈金属添加剂制造(LWAM)是一个利用激光加热和融化金属合金线的过程,然后将其精确放在基板或以前的层上,以构建三维金属零件。LWAM技术具有多种优势,例如高速,成本效益,精确控制以及具有近网状特征和改进冶金性能的复杂几何形状的能力。但是,该技术仍处于开发的早期阶段,其整合到该行业中。为了全面了解LWAM技术,本评论文章强调了LWAM关键方面的重要性,包括参数建模,监视系统,控制算法和路径规划方法。该研究旨在确定现有文献中的潜在差距,并强调LWAM领域的未来研究机会,以推进其工业应用。
由于高压下Yttrium Hydride中的近气温超导率,Yttrium-Hydrium Hydrogen系统引起了人们的关注。我们使用同步子单晶X射线衍射(SCXRD)在87至171 GPA进行了研究,从而发现已知的(两个YH 3相)和五个以前未知的Yttrium氢化物。通过用富含氢的前光照器(北氨虫或石蜡油)激光加热YTTRIUM在钻石砧细胞中合成这些。根据SCXRD确定了新相结构中YTTRIUM原子的排列,并且基于经验关系和依从计算的氢含量估计揭示了以下化合物:y 3 H 11,y 2 H 9,y 2 H 9,y 2 H 9,y 4 H 4 H 23,y 4 H 23,y 13 H 75和y 4 H 4 H 4 H 25。这项研究还发现了碳化物(YC 2)和两个Yttrium同素异形体。复杂的相多样性,Yttrium Hydride中的氢含量及其金属性质,如从头算计算所揭示的那样,强调了鉴定超导阶段的挑战,并了解高压合成材料中的电子过渡。
摘要:单壁碳纳米管(SWCNT)和底物之间的界面热电导很少被表征和理解,这是由于在探测跨这样的NM范围接触的能量传输方面的重大挑战。在这里,我们报告了<6 nm厚的SWCNT束和Si底物之间的界面热电导。用于测量能量传输状态分辨的拉曼,其中拉曼频谱在连续波(CW)下变化,并测量20 ns脉冲激光加热,用于在稳定和短暂的热传导下通过界面热导电持续的稳定和短暂热传导的热响应。由于样品的激光吸收和温度升高不需要知识,因此测量可以实现极端的能力和置信度。在SWCNT束的三个位置中,测量界面热电阻为(2.98±0.22)×10 3,(3.01±0.23)×10 3,以及(1.67±0.27)×10 3 K M W - 1,对应于范围内的热电导率(3.3-3-6.0-×10)。我们的分析表明,SWCNT束和SI基板之间的接触松散,这主要归因于样品的明显不均匀性,这是通过原子力显微镜和拉曼光谱法解决的。对于假定的接触宽度约为1 nm,界面热电阻的阶将为10-6 W m-2 k-1,与报告的机械去角质石墨烯和二维(2D)材料一致。
对于损伤容限设计 [1] 来说,疲劳和腐蚀是航空工业 [2] 中两个主要故障原因。激光冲击喷丸 (LSP) 是一种表面处理技术,可在易受疲劳现象影响的关键区域引入具有较大穿透深度的压缩残余应力。这些压缩残余应力可能导致疲劳裂纹扩展 (FCP) 延缓,如由 AA2024-T3 [3] 组成的 M(T) 试样或搅拌摩擦焊接的 AA7075-T7351 [4] 所示。然而,压缩残余应力的产生总是会导致结构内的拉伸残余应力以保持应力平衡。这些拉伸残余应力可能会导致 FCP 速率加速。因此,准确了解施加的残余应力场并预测由此产生的 FCP 速率对于保证有效且优化地应用 LSP 是必要的。 FCP 模拟中常用的一种策略是计算疲劳载荷循环的最小和最大应力强度因子,并将这些应力强度因子用作 FCP 方程的输入 [5–8] 。所应用的 FCP 方程将裂纹尖端的应力强度因子与 FCP 速率联系起来。这项工作应用了 Paris 和 Erdogan [9] 开发的第一个 FCP 方程、Walker 方程 [10] ,例如,该方程在激光加热引起的残余应力场中成功应用 [11] ,以及 NASGRO 方程 [12] ,该方程现在
对于损伤容错设计 [1] 来说,疲劳和腐蚀是航空工业 [2] 中两个主要故障原因。激光冲击喷丸 (LSP) 是一种表面处理技术,可在易受疲劳现象影响的关键区域引入具有较大穿透深度的压缩残余应力。这些压缩残余应力可能导致疲劳裂纹扩展 (FCP) 延缓,如由 AA2024-T3 [3] 组成的 M(T) 试样或搅拌摩擦焊接的 AA7075-T7351 [4] 所示。然而,压缩残余应力的产生总是会导致结构内的拉伸残余应力以保持应力平衡。这些拉伸残余应力可能会导致 FCP 速率加速。因此,准确了解施加的残余应力场并预测由此产生的 FCP 速率对于保证有效和优化地应用 LSP 是必要的。 FCP 模拟中经常采用的一种策略是计算疲劳载荷循环的最小和最大应力强度因子,并使用这些应力强度因子作为 FCP 方程的输入[5–8]。所应用的 FCP 方程将裂纹尖端的应力强度因子与 FCP 速率联系起来。这项工作应用了 Paris 和 Erdogan [9] 开发的第一个 FCP 方程、Walker 方程 [10],例如,该方程成功应用于激光加热引起的残余应力场 [11],以及 NASGRO 方程 [12],该方程现在经常用于预测 FCP 速率 [5–7]。不同的 FCP 方程具有不同的计算精度和不同的计算效率。
具有C 2 位对称性的[YO 6 ] 9 局域单元。17 Y 2 O 3 晶体在掺杂适当稀土离子后,由于其高热导率和低声子能量,可以作为良好的激光基质材料。18 近年来,Ho 3+ 掺杂的Y 2 O 3 (Y 2 O 3 :Ho)晶体作为一种很有前途的激光材料受到了广泛的研究。19 Laversenne 等人首次利用激光加热基座生长 (LHPG) 技术生长了Ho 3+ 掺杂的Y 2 O 3 单晶。20 此外,他们还特别分析了Y 2 O 3 :Ho的动态激光谐振特性。秦等人研究了Ho 3+掺杂的Y 2 O 3 在532 nm 连续波激光激发下的发光光谱。 21结果表明Ho3+离子在紫外和紫外区(306、390和428nm)有多个荧光跃迁,这些跃迁分别归属为3D3/5I8、5G4/5I8和5G5/5I8的跃迁。Wang等人报道了在2.1mm左右的Y2O3:Ho实现了高输出激光操作,具有低散射损耗和优异的光学质量。22他们的结果表明Ho3+掺杂的Y2O3体系作为激光增益介质在高功率和高效激光应用中展现出诱人的前景。尽管对Y2O3:Ho已经有大量研究报道,但还没有系统的研究来阐明其微观结构和电子特性。本文基于 CALYPSO(粒子群优化晶体结构分析)23 – 27 方法结合 DFT(密度泛函理论),对 Y 2 O 3 : Ho 进行了广泛的结构搜索,获得了基态结构。此外,我们计算并分析了能带结构、态密度和 ELF(电子局域化