21世纪的先进制造技术

序

前言

第1章概论

1.1 激光科学与工程

1.2 激光制造科学与技术

1.2.1 激光制造应用技术

1.2.2 激光制造系统技术

1.3 激光制造技术的发展

1.4 发展激光制造技术的意义

第2章 激光连接技术

2.1 引言

2.2 激光焊接系统

2.2.1 激光源

2.2.2 传输与聚焦系统

2.2.3 运动系统

2.3 激光加工物理基础

2.3.1 材料对激光的吸收的一般规律

2.3.2 金属对激光的吸收

2.3.3 金属的激光加热

2.3.4 激光辐射下金属的蒸发及小孔效应

2.3.5 激光诱导等离子体

2.4 激光连接工艺技术

2.4.1 激光深熔焊接

2.4.2 采用填充焊丝的激光焊接

2.4.3 采用填充粉末的激光焊接

2.4.4 铝合金激光填充粉末焊接工艺

2.4.5 填充粉末铝合金激光焊接接头的组织与性能

2.4.6 激光压力焊

2.4.7 激光钎焊

2.4.8 激光-电弧复合焊接

参考文献

第3章 激光分离技术

3.1 激光切割技术

3.1.1 激光切割的基本原理与分类

3.1.2 影响激光切割质量的因素

3.1.3 激光切割质量评价

3.1.4 常用材料的激光切割

3.1.5 激光切割系统

3.2 激光打孔技术

3.2.1 引言

3.2.2 激光打孔分类

3.2.3 激光打孔优点

3.2.4 激光打孔机理

3.2.5 激光打孔模型

3.2.6 激光打孔系统

3.2.7 调Q激光打孔技术

3.2.8 激光打孔检测

3.2.9 激光打孔应用

参考文献

第4章 激光表面技术

4.1 引言

4.2 激光光斑的整形

4.2.1 专用整形镜方法

4.2.2 扫描式光斑整形方法

4.2.3 离焦法

4.3 激光相变硬化（表面淬火）

4.3.1 钢的硬化机理

4.3.2 铸铁的硬化机理

4.3.3 激光淬火硬化

4.3.4 激光表面淬火应用

4.4 激光表面重熔

4.4.1 重熔硬化

4.4.2 激光上釉

4.5 激光表面合金化

4.5.1 重熔合金化

4.5.2 熔化合金化

4.5.3 激光合金化成分的均匀性及其控制

4.5.4 激光合金化应用实例

4.6 激光表面熔覆

4.6.1 稀释率与熔覆材料

4.6.2 激光熔覆工艺过程

4.6.3 影响因素

4.6.4 应用

4.7 激光表面非晶化

4.7.1 脉冲激光沉积

4.7.2 激光化学气相沉积

4.7.3 激光熔覆与激光重熔

4.8 激光表面冲击强化

4.8.1 激光系统

4.8.2 激光冲击的强化效应

4.8.3 激光冲击处理的表面改性作用

4.9 激光表面清洗

4.9.1 激光表面清洗原理

4.9.2 激光清洗的分类

4.9.3 激光清洗的特点

4.9.4 激光清洗模型

4.9.5 激光清洗系统

4.9.6 激光清洗的工艺

4.9.7 激光清洗的应用

4.10 激光化学气相沉积（LCVD）

4.10.1 激光化学气相沉积的优越性

4.10.2 LCVD设备与技术

4.10.3 LCVD的应用

4.11 激光表面烧蚀

4.12 激光表面处理应用

参考文献

第5章 激光成形技术

5.1 引言

5.1.1 激光成形技术概述

5.1.2 激光成形技术的意义

5.2 激光快速原型制造（RP）

5.2.1 激光立体固化技术（SLA）

5.2.2 实体叠层制造技术（LOM）

5.2.3 区域选择激光烧结（SLS）

5.2.4 熔融沉积成形（FDM）

5.2.5 快速原型制造技术的综合评价

5.3 激光直接制造金属零件（RT）

5.3.1 快速原型制造技术的未来发展

5.3.2 区域选择激光熔化技术（SLM）

5.3.3 激光生长技术（LG或LENS）

5.3.4 金属零件混合快速制造技术（CMB）

5.4 激光热成形

5.4.1 激光热成形过程

5.4.2 过程模拟

5.4.3 应用

参考文献

第6章 超短激光微制造技术

6.1 引言

6.1.1 微加工尺度的发展趋势

6.1.2 激光微加工技术对光源的要求

6.1.3 短波长、超短脉冲激光组合的三维微制造

6.1.4 对光传输的要求

6.1.5 对加工控制系统的要求

6.2 激光微制造用光源及其加工特性

6.2.1 准分子激光

6.2.2 飞秒激光

6.3 激光微制造系统

6.3.1 掩模投影微加工系统

6.3.2 聚焦直写微加工系统

6.3.3 微测试系统

6.3.4 微装配系统

6.4 激光微制造去除工艺技术

6.4.1 刻蚀

6.4.2 打孔

6.4.3 抛光

6.4.4 退火

6.4.5 剥离

6.5 激光微制造的应用

6.5.1 在微电子领域中的应用

6.5.2 在精密仪器领域中的应用

6.5.3 在信息领域中的应用

6.5.4 在生物医学领域中的应用

6.5.5 在能源领域中的应用

参考文献

第7章 激光材料制备技术

7.1 激光烧结陶瓷

7.1.1 激光烧结陶瓷技术的形成

7.1.2 激光烧结陶瓷的实验技术

7.1.3 激光烧结陶瓷的特殊效应

7.1.4 激光烧结陶瓷的应用

7.1.5 激光烧结陶瓷技术发展展望

7.2 激光加热基座法生长晶体

7.2.1 激光加热基座法生长晶体的原理

7.2.2 激光加热基座法生长晶体的设备

7.2.3 激光加热基座法生长晶体的应用

7.2.4 激光加热基座法生长晶体的新进展

7.3 脉冲激光溅射沉积薄膜

7.3.1 脉冲激光溅射沉积薄膜的原理

7.3.2 脉冲激光溅射沉积薄膜的发展

7.3.3 脉冲激光溅射沉积薄膜的设备

7.3.4 脉冲激光溅射沉积薄膜的理论

7.3.5 脉冲激光溅射沉积薄膜的应用

7.4 激光制备纳米材料

7.4.1 激光诱导化学气相反应法

7.4.2 激光蒸发冷凝法

7.4.3 激光烧蚀法

7.5 激光辐照改变功能材料物理性质

参考文献

第8章 激光制造用新型大功率激光器

8.1 引言

8.2 大功率扩散冷却CO2激光器

8.2.1 基本原理与结构

8.2.2 应用

8.3 半导体泵浦固体激光器

8.3.1 基本原理

8.3.2 泵浦方式

8.3.3 热分析和光束质量

8.3.4 应用

8.4 光纤激光器

8.4.1 引言

8.4.2 波导原理

8.4.3 双包层光纤激光器

8.5 片式激光器

8.5.1 引言

8.5.2 设计思想

8.5.3 片式激光器理论分析

8.5.4 结论及讨论

8.6 大功率半导体激光器

8.6.1 前言

8.6.2 半导体激光器的材料

8.6.3 外延生长方法

8.6.4 掺杂

8.6.5 异质结构

8.6.6 束缚量子阱

8.6.7 器件运行效果

8.6.8 半导体激光器的封装和准直

8.6.9 高效率半导体激光器的应用

8.6.10 讨论与前景

参考文献

激光科学与工程是一个完整的科学体系，随着科学的进步，光子技术逐渐被人们发现、认识和利用，逐渐成为一个具有无限性和可持续性发展的科学领域。激光制造、信息与通信、医疗保健与生命科学、国防是世界范围内激光技术应用最主要的四个领域，其中激光制造所占比例最大，同时也是发展最快、对一个国家国民经济影响最大的激光技术应用领域。
《21世纪的先进制造：激光技术与工程》对激光制造应用技术进行了系统和全面的介绍，包括激光连接技术、激光分离技术、激光表面技术、激光成形技术、激光微技术以及激光材料制备技术等，同时对目前一些比较新型的工业用激光器也进行了简单的阐述。内容力求反映国内外先进的科学研究和应用成果。
《21世纪的先进制造：激光技术与工程》面向从事激光工业应用领域的科研人员、大专院校相关专业的大学生和研究生，希望读者更多地了解先进的激光制造技术，并能够从中受益。