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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SiC227

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