国际激光材料加工研究的主导领域与热点

全球激光加工产业和市场发展概况1、概述激光和激光加工是一门发展极快的高新技术,已成为发展新兴产业,改造传统制造业的关键技术设备之一。

各种激光（标记、焊接、微调、打孔、切割、划线、热处理等）系统、设备,已经或正在进入各工业领域,诸如电子、轻工、包装、礼品、小五金工业、医疗器械、汽车、机械制造、钢铁、冶金、石油等,为传统工业的技术改造和制造业的现代化提供先进的技术装备。

近20年来,中国的改革开放和迅速发展着的市场经济,极大地推动着高新技术的研发和应用。

激光科学技术和激光加工是中国发展较快的高新技术产业之一。

至今,国内从事制造工业激光系统公司超过100家,正在形成研发、批量生产和供、销、维修服务的体系。

国产激光器已能批量生产供应中、小功率（30W －500W）的Nd:YAG固体激光加工系统设备和高功率（100W-5kW）CO2激光加工系统设备。

国内工业激光制造企业已能小批量提供低、中档的激光标记、划线、焊接、切割、打孔等设备。

中国的激光器和激光技术产业的初步规模正在形成。

据中国光学光电子行业协会(COEMA)激光分会的统计[10],2001年全国激光加工系统设备产值为6.3亿元人民币,相对2000年增长86%。

2002年全国激光加工系统设备产值首次突破10亿元,达到10.355亿元,又比2001年增长65%。

据统计[1],2002年全球激光加工市场销售额为29.9亿美元（约260亿人民币）,两者相比,中国约占1/26。

中国国内存在着巨大的激光加工应用市场,而这个市场因中国加入WTO以来国内正在迅速形成的“全球制造基地”而获得快速增长。

国内外投资者和激光业者正在抢滩这一市场。

因此中国的激光加工技术市场将迅速增长,中国激光加工技术产业化将会加速实现。

国内外从事激光器和激光加工技术系统研发、生产和经营的企业正面临极好机遇和挑战。

2、激光加工市场2.1 国际市场据ILS (Industrial Laser Solutions) 统计,全球工业激光系统的产值1997年为20.63亿美元,1998年为23.38亿美元,1999年为25.91亿美元,从1997年至1999年全球工业激光系统的产值年增长率一直保持在13％左右。

激光加工的特点及在材料领域中的应用摘要随着科学技术的进步,激光加工已经从曾经的设想变成了现实,并且正以飞速发展，在科学研究和工业生产中占据越来越重要的地位.那么，激光加工究竟有什么无可取代的特点，能获得如此的青睐？它在材料领域中又有哪些应用呢?本文就这两个问题作了简要论述。

然而由于时间有限，撰稿仓促，疏漏之处在所难免，仍有待改进和提高。

关键词：激光加工，特点，材料，应用引言激光加工是激光作用于物体表面从而改变其形状或性能的过程［1］.它作为激光最有潜力、前景最佳的应用之一,其发展之迅速、用途之广泛,除微电子外，其他技术无法相比［2］。

激光加工有相当多的优点，其中有些特点是传统加工手段所不具备的.因此，激光加工在机车制造、船舶、航空航天、材料、微电子甚至服装等行业都有非常普遍的应用[4]［7］［8］.而激光加工在材料领域又有激光焊接、激光切割、激光打孔和激光打标等多种运用［2］，极大地促进了材料行业的发展和进步,目前已成为材料领域不可或缺的加工方式之一。

一、激光加工的主要特点1．概述激光有突出的空间控制性（光束方向的变化、旋转和扫描等）以及时间控制性（开、关、脉冲时间间隔）［2]，非常易于实现自动化加工[4]。

此外，计算机数字控制技术特别适合用作激光加工控制系统，因为这样一来就能令加工设备高度自动化，同时又可以有力地促进加工工艺向优质、高效和低成本的方向发展［2］。

2．激光加工的具体特点2.1 装置简单与电子束加工等方法相比，激光加工设备结构简单，无需复杂的抽真空器材［4]。

2.2 功能多样仅仅一台激光加工机床就有切割、打孔、焊接、表面处理等多种功能。

同时，加工方式也更为灵活：既能分步加工，又能同时在几个不同工位实施加工.2。

3 适应性强[2］激光极大的能量密度使其几乎能够熔化、汽化任何物质［2］[4]，因而可以加工各种材料［2]。

不仅如此，因为不需要加工工具［4]，所以激光加工还适用于所有形状和尺寸的物体以及绝大多数加工环境[2］.2.4 成品质量好激光加工具有能量密度高以及无接触、瞬间完成等特点[2］，使得工件热变形和热影响区非常小［2］[4]，同时也消除了机械变形，尤其利于加工尺寸小和精密的零件。

新型材料在激光加工技术中的应用近年来，随着科技的不断发展，新型材料的出现和应用逐渐增多，而其中应用最广泛的便是激光加工技术。

激光加工技术作为一种高效、精确、环保的加工方式，早在上世纪50年代就已经问世。

而在新型材料的不断涌现下，激光加工技术的应用也不断拓展，令其在各个领域都有着广泛的应用以及不错的发展前景。

一、激光加工技术的应用领域激光加工技术在现代制造业中已经得到了广泛的应用，主要应用于以下几个方面。

（1）汽车行业：激光加工被应用于生产汽车零部件，如发动机、传动系统等部件，不仅可以大大提高工作效率，而且具有精度高、速度快、损耗小等优点。

（2）电子行业：激光加工技术可以用于制造半导体器件、集成电路芯片等，提高制造精度，减轻劳动强度，降低能耗，提高生产效率。

（3）医疗领域：激光加工技术可以应用于医疗器械的加工，如义齿、植入物等，具有操作简便、工艺精度高、无污染等优点。

（4）航空航天业：激光加工技术可用于制造航空航天部件，如发动机叶轮、导管等，具有制造精度高、质量可靠性高等优点。

二、新型材料在激光加工技术中的应用新型材料是指在常规金属材料的基础上，新开发出的材料，具有更高的硬度、更强的韧性以及良好的抗腐蚀性能等优点。

与常规材料相比，新型材料在激光加工技术中的应用更广泛，包括以下几个方面。

（1）高强度钢：高强度钢的硬度高、韧性好，激光加工技术可以轻松地将其加工成形，用于汽车行业、航空航天业等领域。

（2）轻质合金：轻质合金具有良好的机械性能，激光加工技术可以对其进行高效、精确的切割，应用于汽车行业、医疗器械等领域。

（3）陶瓷材料：陶瓷材料在医疗器械和电子领域有广泛应用，因其硬度高、耐腐蚀、绝缘等优点，而激光加工技术可以对其进行高精度切割和加工。

（4）石墨材料：激光加工技术可以将石墨材料进行高效、精确的切割，其应用领域包括电子领域、医疗器械等领域。

三、新型材料在激光加工技术中的优点相较于传统的机械加工技术，激光加工技术在加工新型材料方面具有以下几个优点。

激光加工技术的应用与发展激光加工由于其高精度、高效率、高质量等优点，成为制造业中越来越受欢迎的领域。

随着激光加工技术的不断发展，各种新的应用也不断涌现出来。

那么激光加工技术的应用和发展是如何的呢？一、激光切割激光切割是最为常见的激光加工应用之一。

不仅仅能够切割金属材料，还能切割非金属材料，如纸张、皮革、布料等。

特别是在汽车、军事、建筑、航空、制造业等领域得到广泛应用。

通过激光束的高强度、高温效果，可以快速、精确的完成切割过程。

二、激光打标激光打标是将激光束聚焦在物体表面，通过激光加工技术在表面上制造出标记、文字、图案等的过程。

可应用于手表、机械、汽车、电器、IT、模具、医疗器械等行业中。

激光打标具有刻度小、精度高、速度快、图案多样等优点。

并且不会对物体表面造成破坏和变形。

三、激光焊接激光焊接应用于金属材料。

其优点是高效、高精度、不产生变形、污染等；不仅适用于精密零件的制造，同时还可以用于各种工业化生产线的自动化操作。

激光焊接也是未来领域的重点研究方向之一。

四、激光钻孔激光钻孔是用激光束集中的能量直接对物体进行穿孔加工。

这项技术适用于各种材料，如金属、陶瓷、橡胶、塑料等，并且能够完成特殊形状和特殊尺寸的钻孔加工。

因此在航空、军事、医疗器械、电子、汽车等领域都有广泛的应用。

五、激光3D打印激光3D打印是在某种特定的材料上进行激光加工，一点点完成三维的创作和加工，以打印成品。

这项技术在汽车、航空、医疗和智能科技产品等领域中，有着广泛的应用。

3D打印技术的便捷性、经济性、高效性等优点促使其发展，激光3D打印就是其中的一个。

总之，随着技术的进步和应用领域的不断拓展，激光加工技术将会有更加广阔的前景和应用空间。

同时，发展激光加工技术也需要产业链的不断完善，不断地应用和改进，推进激光加工的国际化发展。

激光技术在科研领域中的应用与进展激光技术是一种以测量和探究物质性质为基础，以强、短、单色、方向性明确的光束为工具的现代科技。

近年来，激光技术在科研领域中得到了广泛的应用和发展，涉及了各种领域，如纳米技术、超强场物理、材料科学等等。

首先，激光在材料科学方面的应用非常广泛。

激光加工技术因为具有高精度、高效率、高质量、高自动化等特点，已经成为制造业的主要加工技术之一。

例如，激光切割与激光焊接技术被广泛应用于汽车、航空、电子工业等领域，发挥着重要的作用。

此外，激光还可用于改善物质表面，如激光表面处理、激光熔覆与激光合金化等，这些技术有助于改善材料的表面性质、增加材料的抗腐蚀能力及使用寿命。

其次，激光在生物医学领域的应用越来越广泛。

著名的“光动力疗法”就是利用激光来治疗肿瘤、皮肤病、白内障等疾病的有效方法之一。

激光技术还可以用于治疗眼疾，如近视、远视、散光等，也可以用于皮肤治疗和美容。

此外，激光三维成像技术和光学成像技术，包括光学激发荧光成像技术（OFI）和双光子显微镜（TPM）等，为医学研究提供了强有力的工具。

再次，激光在纳米科学和超强场物理领域的应用也非常重要。

激光通过其单色性、强度和方向性的优势，已经成为最好的驱动器，实现了世界上最短、最强的电磁脉冲。

超强场激光通过将分子分离成原子，能够用于实现原子、分子的实时观察和控制，提供了研究原子、分子和化学反应乃至生命科学的新工具。

同时，激光还可以通过光学镊子和原子光阱，进行精确的控制和操作，从事纳米粒子的选择性分离、单个分子探测和纳米加工等前沿研究。

最后，激光技术在能源、环保等领域的应用也越来越重要。

例如，利用短脉冲激光器对核刻度线的监测和调整，可以有效地监控环保和核能行业的核材料。

此外，激光可用于增强太阳能电池的效率，其微观属性的强大渗透性可以用于检测地下水质量等。

总之，激光技术在科研领域的应用和发展已经显现出相当重要的地位。

越来越多的学科和领域将会用到激光技术。

作为20世纪科学技术发展的主要标志和现代信息社会光电子技术的支柱之一，激光技术和激光产业的发展受到世界先进国家的高度重视。

激光加工是国外激光应用中最大的项目，也是对传统产业改造的重要手段，主要是kW级到10kW 级CO2激光器和百瓦到千瓦级YAG激光器实现对各种材料的切割、焊接、打孔、刻划和热处理等。

激光加工应用领域中，CO2激光器以切割和焊接应用最广，分别占到70％和20％，表面处理则不到10％。

而YAG激光器的应用是以焊接、标记（50％）和切割（15％）为主。

在美国和欧洲CO2激光器占到了70~80％。

我国激光加工中以切割为主的占10％，其中98％以上的CO2激光器，功率在1.5kW~2kW范围内，而以热处理为主的约占15％，大多数是进行激光处理汽车发动机的汽缸套。

这项技术的经济性和社会效益都很高，故有很大的市场前景。

在汽车工业中，激光加工技术充分发挥了其先进、快速、灵活地加工特点。

如在汽车样机和小批量生产中大量使用三维激光切割机，不仅节省了样板及工装设备，还大大缩短了生产准备周期；激光束在高硬度材料和复杂而弯曲的表面打小孔，速度快而不产生破损；激光焊接在汽车工业中已成为标准工艺，日本Toyota已将激光用于车身面板的焊接，将不同厚度和不同表面涂敷的金属板焊接在一起，然后再进行冲压。

虽然激光热处理在国外不如焊接和切割普遍，但在汽车工业中仍应用广泛，如缸套、曲轴、活塞环、换向器、齿轮等零部件的热处理。

在工业发达国家，激光加工技术和计算机数控技术及柔性制造技术相结合，派生出激光快速成形技术。

该项技术不仅可以快速制造模型，而且还可以直接由金属粉末熔融，制造出金属模具。

到了80年代，YAG激光器在焊接、切割、打孔和标记等方面发挥了越来越大作用。

通常认为YAG激光器切割可以得到好的切割质量和高的切割精度，但在切割速度上受到限制。

随着YAG激光器输出功率和光束质量的提高而被突破。

YAG 激光器已开始挤进kw级CO2激光器切割市场。

激光加工技术及其应用激光是人类重大发明之一，具有巨大的技术潜力，专家们认为，现在是电子技术的全胜时期，其主角是计算机，下一代将是光技术时代，其主角是激光。

激光因具有单色性、相干性和平行性三大特点，特别适用于材料加工。

激光加工是激光应用最有发展前途的领域，国外已开发出20多种激光加工技术。

激光的空间控制性和时间控制性很好，对加工对象的材质、形状、尺寸和加工环境的自由度都很大，特别适用于自动化加工。

激光加工系统与计算机数控技术相结合可构成高效自动化加工设备，已成为企业实行适时生产的关键技术，为优质、高效和低成本的加工生产开辟了广阔的前景。

一、激光加工的原理及其特点激光加工是将激光束照射到工件的表面，以激光的高能量来切除、熔化材料以及改变物体表面性能。

由于激光加工是无接触式加工，工具不会与工件的表面直接磨察产生阻力，所以激光加工的速度极快、加工对象受热影响的范围较小而且不会产生噪音。

由于激光束的能量和光束的移动速度均可调节，因此激光加工可应用到不同层面和范围上。

激光具有的宝贵特性决定了激光在加工领域存在的优势：①由于它是无接触加工，并且高能量激光束的能量及其移动速度均可调，因此可以实现多种加工的目的。

②它可以对多种金属、非金属加工，特别是可以加工高硬度、高脆性、及高熔点的材料。

③激光加工过程中无“刀具”磨损，无“切削力”作用于工件。

④激光加工过程中，激光束能量密度高，加工速度快，并且是局部加工，对非激光照射部位没有影响或影响极小。

因此，其热影响区小，工件热变形小，后续加工量小。

⑤它可以通过透明介质对密闭容器内的工件进行各种加工。

⑥由于激光束易于导向、聚集实现作各方向变换，极易与数控系统配合，对复杂工件进行加工，因此是一种极为灵活的加工方法。

⑦使用激光加工，生产效率高，质量可靠，经济效益好。

例如：1美国通用电器公司采用板条激光器加工航空发动机上的异形槽，不到4H即可高质量完成，而原来采用电火花加工则需要9H以上。

激光技术在材料加工中的创新研究在现代工业领域，材料加工技术的不断进步对于提高产品质量、降低生产成本以及推动创新发展具有至关重要的意义。

激光技术作为一种先进的加工手段，在材料加工领域展现出了巨大的潜力和创新应用。

激光技术的基本原理是通过受激辐射产生高能量、高方向性和高单色性的光束。

这种特性使得激光能够以极高的精度和效率对材料进行各种加工操作。

与传统的加工方法相比，激光加工具有许多显著的优势。

首先，激光加工具有极高的精度。

它能够实现微米甚至纳米级别的加工精度，这对于制造微型电子元件、精密机械零件等高精度产品具有不可替代的作用。

例如，在半导体芯片制造中，激光光刻技术可以在硅片上刻画出极其细微的电路图案，从而实现芯片的高度集成化。

其次，激光加工的热影响区很小。

在加工过程中，激光束能够迅速将能量集中在极小的区域内，使得材料瞬间熔化或气化，而周围区域受到的热影响较小。

这有助于减少材料的变形和残余应力，提高加工质量。

例如，在激光切割金属板材时，切口边缘光滑平整，几乎无需后续的打磨处理。

此外，激光加工具有很强的适应性。

它可以加工各种类型的材料，包括金属、非金属、陶瓷、复合材料等。

而且，对于复杂形状的零件，激光加工也能够轻松应对，实现一次成型。

在材料切割方面，激光切割技术已经得到了广泛的应用。

传统的切割方法如机械切割、火焰切割等往往存在切割精度低、切口质量差、材料浪费严重等问题。

而激光切割技术则能够克服这些不足，实现高质量、高效率的切割。

例如，在汽车制造中，激光切割技术可以用于切割车身板材、车架零部件等，不仅提高了切割精度和速度，还减少了模具的使用，降低了生产成本。

激光焊接是激光技术在材料加工中的另一个重要应用领域。

与传统的焊接方法相比，激光焊接具有焊缝窄、深度大、焊接速度快、焊接强度高等优点。

在航空航天领域，激光焊接技术被用于焊接飞机机身结构件、发动机零部件等，提高了结构的强度和可靠性。

在电子设备制造中，激光焊接技术可以实现微型电子元件的封装，确保了产品的稳定性和可靠性。

语料库语用学研究的国际热点解析语料库语用学作为语言学的一个重要分支，近年来得到了越来越多的。

语料库语言学以真实的语言数据为基础，借助统计学和计算机技术等手段，对语言的结构、使用和变化进行研究。

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本文将围绕国际社会的热点问题，对语料库语用学的研究现状和趋势进行深入解析。

语言多样性是当前国际社会面临的重要问题。

不同的语言代表着不同的文化和思维方式，对社会发展、文化交流和人际沟通产生着重要影响。

语料库语用学在研究语言多样性方面发挥了重要作用，通过对不同语言的语料库进行分析，探究语言之间的差异和相似之处，为保护和传承语言文化提供支持。

全球变暖是全球面临的另一大挑战。

气候变化、环境污染等议题逐渐成为国际社会的焦点。

语料库语用学在研究全球变暖方面也有所涉及，通过分析大量与气候变化相关的语言数据，探究公众对全球变暖的认识、态度和行动，为环境保护和政策制定提供参考。

数字化转型是当今社会发展的必然趋势。

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语料库语用学在数字化转型的研究中，通过对大量数字化语言数据的分析，揭示数字化交际的特点、规律和影响，为数字化时代的语言教育、沟通和跨文化交流提供指导。

语料库语用学在研究国际热点问题中具有重要应用价值，为这些问题提供了从语言使用和交际角度的独特视角。

语料库语用学的发展趋势是与多学科交叉融合，如环境科学、计算机科学、社会学等，从而在更广泛的领域发挥作用。

未来研究需要进一步拓展语料库的覆盖范围和深度，以更全面地反映国际社会的多元文化和多种语言现状。

同时，需要加强方法创新和技术提升，提高语料库分析的精准度和可靠性。

展望未来，语料库语用学有着广阔的发展前景。

随着全球化的深入推进和科技的不断创新，语料库语用学将会在以下几个方面取得重要进展：跨文化交际研究：通过比较不同文化背景下的语言使用情况，揭示跨文化交际中的差异和相似之处，为国际交流和合作提供指导。

激光加工技术的现状与发展趋势前言随着人们对高品质产品的需求日益增长，激光加工技术在现代制造业中的应用越来越广泛。

激光加工技术以其精准、高效、具有自动化特点，成为了重要的制造加工方式之一。

本文将从当前激光加工技术的现状出发，探讨激光加工技术的发展趋势，分析其存在的问题，并对未来的发展进行展望。

一、激光加工技术现状激光加工技术作为现代制造业中的关键技术之一，其应用场合十分广泛。

从金属材料的切割、焊接到非金属材料的打孔、雕刻等都选择了激光加工技术。

目前，国内的激光加工机床的制造和应用已经相对成熟，多种类型、多种功率的激光器得以应用于不同的领域。

同时，激光加工技术的产业链也日益完善，从光学元器件、激光器和加工机床到加工控制系统和加工条件的控制，在该领域的企业层出不穷。

尤其是近年来，随着智能制造的发展，激光加工技术也逐渐实现了自动化生产，减少了人工干预的程度，成为了重要的智能制造方式之一。

二、激光加工技术的发展趋势自从激光技术推出以来，经过几十年的发展，激光加工技术的应用已经面向很多领域，包括工业、医疗、科研等。

未来的激光加工技术将更加专业化和个性化。

在制造业领域内，工业激光加工技术将更加多元化。

未来的研发重点将集中于提高加工效率和降低成本，同时激光加工技术将逐步地发展为高速、精密、定制化、柔性化的加工方式，并逐渐实现与大数据、人工智能等技术的深度融合。

此外，飞秒激光加工技术、超短脉冲激光加工技术、激光3D打印技术和激光切割技术等在未来的发展上也将会有很大的突破。

一方面，将涉及到成像技术、自适应控制技术等一系列技术手段的研究。

另一方面，激光加工制造技术将在更广泛范围内发挥其作用，包括高分子材料、生物医疗、集成光电子系统等。

三、激光加工技术存在的问题在应用激光加工技术的过程中，一些问题仍然需要解决。

首先，激光加工技术的应用范围和技术标准尚未统一，不同厂家之间还存在着技术上的差异，因此激光加工技术的标准化显得非常重要。