激光在工业中的应用
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激光加工技术的应用及未来发展趋势激光加工技术是目前应用最广泛的高精度、高效率加工技术之一,在诸多领域发挥着重要的作用。
本文将从激光加工技术的应用、现状及未来发展趋势等方面展开分析讨论。
一、激光加工技术的应用激光加工技术的应用范围非常广泛,主要涵盖以下几个方面:1. 材料切割。
激光切割技术被广泛应用于金属、非金属材料的加工中,如通过对金属板材进行激光切割,可以高效地完成各种金属零件的制作。
2. 焊接。
激光焊接技术被广泛应用于汽车、机械、电子、航空等诸多领域,可以完成各种材料的高精度焊接,提高了产品的质量和生产效率。
3. 雕刻。
激光雕刻技术是目前应用最广泛的激光加工技术之一,被广泛应用于玉石、皮革、木材、彩金等材料的加工。
4. 理疗医疗。
激光技术在医疗领域应用的最为广泛的领域是激光治疗、激光手术、激光检测等。
二、激光加工技术的现状当前,激光加工技术已经成为了高精度、高效率的加工方法之一。
随着工业加工需求的不断增长,激光加工技术的应用范围也在不断扩大,其应用领域和发展方向也更加多样化。
目前,激光加工技术在中国的应用也非常广泛,尤其在汽车、航空、机械、电子、建筑等领域,激光加工技术的应用已经成为一种趋势。
虽然激光加工技术已经有了广泛的应用,但目前激光加工技术面临的问题也不容忽视。
例如,激光加工过程中的废气处理和粉尘处理问题、激光加工机器的成本昂贵等问题。
三、激光加工技术的未来发展趋势随着科技的不断进步,激光加工技术的应用前景也越来越广阔。
未来,激光加工技术的应用领域还将不断拓展,同时优化激光加工设备也将成为厂家竞争的重点。
未来激光加工技术的发展趋势主要体现在以下几个方面:1. 优化设备、成本更低。
未来的激光加工机将更加高效、便捷,操作起来更加人性化。
同时,通过技术革新和成本的降低,未来激光加工设备的成本会不断被压缩,这对于提高激光加工技术的普及和应用来说非常重要。
2. 更加精细化和智能化。
未来激光加工技术将更加智能化,加工精度将得到更大的提高。
激光技术的发展及应用引言随着激光技术的飞速发展和广泛应用激光已成为工业生产,科学探测和现代军事战争中极为重要的工具。
总结了激光技术在工业生产,军事,国防,医疗等行业中的应用,提出激光技术应用领域的发展趋势。
“激光”一词是“LASER”的意译。
LASER原是Light amplificati on by stimulated emissi on of radiation取字头组合而成的专门名词,在我国曾被翻译成“莱塞”、“光激射器” 、“光受激辐射放大器”等。
激光具有普通光源发出的光的所有光学特性,是上世纪 60 年代所诞生和发展起来的新技术。
1964年,钱学森院士提议取名为“激光”,既反映了“受激辐射”的科学内涵,又表明它是一种很强烈的新光源,贴切、传神而又简洁,得到我国科学界的一致认同并沿用至今。
激光不是普通的光,其特性是任何光都无法比拟的。
激光能量密度高,其亮度比太阳表面还高数百亿倍;[1]激光方向性强,其发散度仅为毫弧度量级,所以用途非常广泛。
由于激光的优异特性,使激光在工业生产,科技探测,军事等方面得到了广泛应用,激光渗透到社会的各个行业,而且发展潜力还非常大,激光也成为了当代科学发展最快的科学领域之一。
一、激光发展史激光技术的启蒙研究发展就完全印证了上面的话。
最早对激光做出理论研究的人是爱因斯坦,1916年爱因斯坦提出受激辐射的概念,即处于高能级的原子受外来光子作用,当外来光子的频率与其跃迁频率恰好一致时,原子就会从高能级跃迁到低能级,并发射与外来光子完全相同的另一光子,新发出的光子不仅在频率方面与外来光子相一致,而且在发射方向、偏振态以及位相等方面均与外来光子相一致,因此,受激辐射具有相干性;在发生受激辐射时,一个光子变成了两个光子,利用这个特点,可实现光放大,并且能够得到自然条件下得不到的相干光.受激辐射提出后,陆续有科学家进行研究。
如1916-1930年间拉登堡及其合作者对氖的色散的研究并于1933年绘制出色散系数随放电带电流密度变化的曲线。
激光技术在各领域中的应用激光技术是一种较为先进的技术,而且在近年来越来越受到各行各业的关注,因为它有很多的应用。
激光技术不仅可以加速某些过程的完成,同时也可以更好地控制某些过程的完成。
下面我们来了解一下激光技术在各领域中的应用。
一、制造业制造业是激光技术应用最广泛的领域之一。
激光技术的使用可以帮助制造商更好地控制裁剪,切割,焊接和3D打印等过程。
激光切割可以精确裁剪纸板,金属和塑料等材料,而激光焊接可以在严格控制的环境下进行,确保焊接质量。
二、医疗领域激光技术在医疗领域中的应用是相当广泛的。
激光技术可以用于消除眼部视圈,去除青春痘,去除纹身,为患者提供美容治疗等等。
此外,激光技术还可以用于手术中。
与传统手术相比,使用激光技术可以使手术快速,侵入性小,恢复时间快。
激光技术还可以用于癌症治疗,其吞噬癌细胞的速度比传统放疗和化疗要快。
三、电子制造业电子制造业中的小尺寸组件需要准确的加工技术,因为这些元件很小,只有准确无误地加工,才能确保产品的给极质量。
激光加工技术成为了电子制造业中的主流技术之一。
激光加工可以精确地打孔,切割和微加工各种材料,而且速度很快。
四、地面和空中交通激光传感技术被广泛应用于地面和空中交通中。
激光雷达(LIDAR)被用于发现物品和生成3D图像。
激光雷达技术可以生成客舱环境的3D图像,有助于飞行员更好地理解飞行环境,提高飞行安全性。
LIDAR也可用于自动驾驶汽车中的位置检测和物体识别上。
总结在当前技术发展日新月异的背景下,激光技术应用发展非常快,可以说是各领域中的技术先锋。
在未来,随着激光技术的不断发展,它的应用将变得更加广泛,有助于提高各领域的效率和质量。
激光加工技术在航空制造中的应用一、激光加工技术概述激光加工是指通过激光切割、雕刻、焊接等方式对材料进行加工的技术。
激光加工技术具有高精度、高效率、无损伤等优点,广泛应用于工业制造、医疗、通讯等领域。
同时,激光加工技术也承载着航空制造领域中的关键任务,为航空制造提供了重要的支持。
二、激光加工技术在航空制造中的应用1. 激光切割激光切割是指利用激光束对金属板材等材料进行切割,其具有高精度、高效率、不产生毛刺等特点。
在航空制造中,激光切割技术可以用于制作飞机构件、内饰装配件等。
例如,利用激光切割技术可以制作出飞机座椅的金属骨架和塑料零件,使座椅具有更好的舒适度和寿命。
2. 激光雕刻激光雕刻是指利用激光束对材料表面进行刻划,从而形成图案、字体等。
在航空制造中,激光雕刻技术可以用于标记飞机构件的编号、零部件的名称等。
利用激光雕刻技术可以大大提高飞机零部件的识别和管理,从而提高航空制造的效率。
3. 激光焊接激光焊接是指利用激光束对材料进行加热、熔化,从而将材料焊接在一起的技术。
在航空制造中,激光焊接技术可以用于制作飞机外壳、内部结构等。
例如,利用激光焊接技术可以将飞机外壳的不同部分焊接在一起,保证外壳的密封性和可靠性。
4. 激光打标激光打标是指利用激光束对材料表面进行刻印,从而形成文字、图案等的技术。
在航空制造中,激光打标技术可以用于标记零部件的重要信息、检修周期等。
利用激光打标技术可以确保飞机零部件的可溯性,从而提高飞机的安全性和可靠性。
三、激光加工技术面临的挑战和发展方向虽然激光加工技术在航空制造领域中有着广泛的应用,但是还面临着一些挑战。
例如,激光加工技术的设备成本较高、需要经过专业培训的人才比较稀缺等。
因此,发展出一套高效、低成本、易操作的激光加工技术将成为未来的一个发展方向。
同时,将激光加工技术与人工智能、大数据等技术相结合,实现智能化和自动化生产,也是激光加工技术未来的发展趋势。
四、结论综上所述,激光加工技术在航空制造中的应用具有广泛的前景和重要的意义。
激光加工技术与应用激光加工技术及其应用激光是一种高能量、单色性好、束斑小的束流。
随着工业技术的不断发展,激光技术已经成为了重要的工业加工手段之一。
激光加工技术具有高效、高精度、环保等特点,在自动化生产、高精度制造等领域得到了广泛的应用。
激光加工技术包括了激光切割、激光焊接、激光打标、激光钻、激光清洗等多个领域。
先说激光切割。
激光切割技术是指利用激光束的热效应,使材料受照射的部分被加热到熔点以上,然后通过气流和能量热流将物质从材料上切割下来。
这种技术通常被用来切割金属板材、木材、塑料、有机玻璃等薄板材料。
与传统机械切割工艺相比,激光切割无需预热,不会影响材料的物理性质,切割孔洞精度高,速度快,效果好。
接下来是激光焊接。
激光焊接是利用激光束的高能量和辐射浓度,对焊接材料进行局部加热,使其达到熔点以上,然后通过材料自身表面张力和混合流动,实现精密的、快速的焊接。
激光焊接可用于金属材料、塑料、玻璃等的物理性质实现精密焊接。
然后是激光打标。
激光打标是指利用激光束的热效应,对材料表面进行精密打印。
常见的应用有刻字印章、图案、条码等。
与传统打标技术相比,激光打标不会造成材料表面的磨损或者变形,具有非常高的效率和精度。
其它还有激光钻和激光清洗,主要应用于工业成品数字加工和机器清洗领域。
总结一下,激光加工技术的应用范围非常广泛,从商业到工业,从纺织到医疗,每个领域都可以找到相应的应用。
而且随着科学技术的不断进步,激光加工技术也越来越多元化、智能化,让我们期待更多激光加工技术的推出,更广泛的应用于我们生活和工作中。
三维激光扫描技术在工程项目中的应用案例三维激光扫描技术是一种非常先进的测量方法,通过激光仪器发射激光束对目标进行扫描,并记录下目标表面的几何形状和颜色信息。
这种技术在工程项目中有着广泛的应用,以下是一些应用案例。
1. 建筑物测量:在建筑工程中,三维激光扫描技术可以用于测量建筑物的外部和内部结构。
通过扫描建筑物的立面和内部空间,可以获取到高精度的三维模型,用于设计和规划。
2. 桥梁检测:对于桥梁的结构检测和评估,可以使用三维激光扫描技术。
通过扫描桥梁的各个部位,可以检测到裂缝、变形等结构问题,及时进行修复和维护。
3. 隧道测量:在隧道工程中,使用三维激光扫描技术可以对隧道结构进行高精度测量和评估。
通过扫描隧道内部的几何形状,可以帮助工程师进行设计和施工方案的制定。
4. 矿山测量:在矿山工程中,使用三维激光扫描技术可以对矿山的地质结构和开采情况进行测量和分析。
通过扫描矿山的地面和洞穴,可以获取到地质形态的三维模型,用于资源开采的规划和管理。
5. 风电场布局:在风电场的规划和布局过程中,可以使用三维激光扫描技术对地形进行测量和分析。
通过扫描地形的高程和地貌特征,可以帮助工程师选择合适的风力发电机组布置方案。
6. 道路施工:在道路施工过程中,使用三维激光扫描技术可以对道路的地面和路基进行测量和分析。
通过扫描道路的几何形状和高程,可以帮助工程师进行道路设计和施工质量的评估。
7. 基础设施维护:在城市基础设施的维护过程中,可以使用三维激光扫描技术对道路、桥梁、管道等设施进行测量和检测。
通过扫描设施的几何形状和结构,可以及时发现并修复潜在的问题。
8. 管道布局:在工业管道的布局过程中,使用三维激光扫描技术可以对现有设施进行测量和分析,帮助工程师确定最佳的管道布局方案。
9. 水利工程:在水利工程中,可以使用三维激光扫描技术对水坝、水渠等设施进行测量和评估。
通过扫描设施的几何形状和结构,可以检测到裂缝和变形等问题,及时采取措施进行修复和加固。
激光技术的发展与应用激光技术是一种强大的工具,被广泛应用于科学、医学、工业和军事领域,它的独特性质使得它成为了现代技术中不可或缺的一部分。
本文将会讨论激光技术的发展历程,以及它在不同领域中的应用。
激光技术的发展历程激光技术最早由美国物理学家泰奇·豪斯(Theodore Maiman)于1960年发明,他使用了一种半导体材料来制造激光器,并建造了世界上第一台完全工作的激光器。
这被认为是激光技术的诞生。
近年来,激光技术得到了极大的发展,不仅材料和电子元件得到了改进,激光器的类型与功能也得到了改进。
随着技术的进步,激光技术已经成为了许多行业中必不可少的工具。
激光技术的应用1. 科学领域激光技术在科学领域中具有广泛的应用,比如光学测量和精密加工。
在这方面,激光技术的应用使得科学家们能够实现最小尺寸范围的研究,也能够对材料进行微小的锯切并研磨,或者在不损害其它部分的情况下将它们限制在某个特定的区域内。
2. 医学领域激光技术在医学领域中也有着广泛的应用,比如激光手术。
激光手术是一种微创手术,它通过激光光束使组织破裂,从而达到治疗效果,这种技术使得手术切口更小、更干净,并且患者恢复速度更快。
激光还可以用于治疗近视、激光去毛和激光焊接等操作。
3. 工业领域激光技术在工业领域中也有着广泛的应用,比如激光切割。
激光切割不但可以进行常规的金属切割,还可以进行复杂的雕刻和拼贴操作,这种方法对于需要精确准确的雕刻和拼贴的行业如电子产业和汽车制造业非常重要。
4. 军事领域激光技术在军事领域中也有着重要的应用,比如制导武器和激光测距。
激光制导武器是利用激光束对目标进行跟踪并指引武器击中目标,这种技术对于高精度的精确打击非常重要。
结论总之,激光技术的应用范围非常广泛,包括科学、医学、工业和军事领域。
虽然激光技术还有很多不足,但它已经成为了当今现代技术中的重要组成部分,并将在未来的发展中扮演更为重要的角色。
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激光熔覆应用场景激光熔覆技术是一种非常有前景的表面工程技术,它通过激光束将喷粉材料和基础材料熔化,形成一层均匀的涂层,可以改善零件的表面性能,增加零件的使用寿命,提高零件的耐磨性、耐腐蚀性和抗疲劳能力。
下面我们来看看激光熔覆技术的应用场景。
1、航空航天领域航空航天领域需要使用高强度、高耐久性、高温抗蚀等特性的零部件,因此激光熔覆技术在航空航天领域的应用非常广泛。
例如,在飞机发动机领域使用激光熔覆技术,可以熔覆高温合金、抗疲劳合金等材料,提高发动机的性能和寿命,从而提高整个飞机的安全性和可靠性。
2、汽车工业汽车工业也是激光熔覆技术的重要应用领域之一。
激光熔覆技术可以应用于汽车发动机、传动装置、底盘等零部件表面的涂层加工。
例如,在气门、缸体、曲轴等部件上可以使用激光熔覆技术覆盖耐热合金、耐磨合金、耐腐蚀合金等材料,从而提高零件的耐用性和性能。
3、船舶制造船舶制造涉及复杂的工艺过程和高性能零部件的生产,激光熔覆技术可以应用于船舶零部件表面的涂层加工,提高零件的耐用性和性能。
例如,在船用发动机、尾轮、推进器等部件上采用激光熔覆涂层可以有效提高其耐磨性、抗腐蚀性和耐高温性能,从而降低维护成本,延长设备的使用寿命。
4、石油化工石油化工行业是激光熔覆技术的重要应用领域之一。
熔覆涂层可以应用于管道、容器、阀门等石油化工设备的内、外表面,提高设备的抗腐蚀能力,降低维护成本,延长设备的使用寿命。
5、医疗器械医疗器械需要耐磨、防腐、耐高温等特性的零部件,在医疗器械的制造中也可以应用激光熔覆技术。
激光熔覆可用于医疗器械表面的涂层加工,如人工髋关节、支架、植入物等,可以显著提高器械的耐用性和性能,同时也可减少手术次数和治疗周期。
综上所述,激光熔覆技术在航空航天、汽车工业、船舶制造、石油化工、医疗器械等领域都具有广泛的应用前景,在未来的发展中还有很大的空间和潜力。
激光在焊接中的应用
激光的方向性好,能量比较集中,如在利用聚焦装置使光斑尺寸进一步缩小,可以获得很高的功率密度,足以使光斑范围内的材料在短时间内达到融化或汽化温度。
因此,激光加工是将激光作为热源,对材料进行热加工。
其加工过程大体是激光束照射材料,材料吸收光能,光能转变为热能,从而对材料加工。
工厂上不同的加工工艺要求不同的激光装置,使材料获得不同的温度,分别进行焊接、打孔、切割、表面热处理等加工工艺。
与其他方法比较,激光加工有如下的一些优越性:
(1)光点小、能量集中、加工点以外的热影响小;
(2)无接触加工,对工件不污染;
(3)能穿过透光外壳对被密封的内部材料进行加工;
(4)加工精确度高,使用于自动化。
激光加工的一般原理
激光加工大多基于光对非透明介质的热作用,也即吸收光能引起的热效应。
因此,激光光束特性、材料对光的吸收作用和导热性等对激光加工有很大影响。
用于激光加工的激光束常用基摸(TEMoo),,因为它有轴对称的光强分布,所以能达到最佳的激光束聚焦。
激光热加工又分连续光束作用和脉冲作用两种。
无论哪一种激光加工方法,
都要将一定的功率的激光束聚焦于被加工物体上,使激光与物质相互作用。
以金属加工为例,在功劳密度为10^4~10^11 W.cm^(-2)的激光聚焦照射下,物质表面将吸收大量激光能量。
随着照射时间的推移,激光束与金属表面之间产生多种相互作用过程,使材料局部升温。
金属吸收光能并转化为热能,使材料局部温度升高,然后以热传导方式把热传导金属内部。
连续的激光照射会在物体的作用点产生液化和汽化的现象,达到加工效果。
因为金属表面层吸收的光能转化为热能,而热能又以热传导的方式继续向材料深处传递,所以金属的导热性对材料的加热影响很大。
根据热传导理论可以计算激光照射下被加工材料表面的温度和内部的温度变化。
知道温度场分布对判断能进行什么加工提供依据。
激光焊接是激光材料加工技术应用的重要方面之一。
70年件表面,表面热量通过热传导向内扩散,通过控制激光脉冲的宽度、能量、峰值功率和重复频率等参数,使工件熔化,形成特定的溶池。
由于其独特的优点,已成功地应用于微、小型零件的精密焊接中。
激光焊接技术具有溶池净化效应,能纯净焊缝金属,适用于相同和不同金属材料间的焊接。
激光焊接能量密度高,对高熔点、高反射率、高导热率和物理特性相差很大的金属焊接特别有利。
激光焊接,用比切割金属时功率较小的激光束,使材料熔化而不使其气化,在冷却后成为一块连续的固体结构。
激光焊接系统广泛应用于电子元器件、机械零件、珠宝首饰、钟表、精密器械、工艺品、医疗器械、眼镜、手机电池、同种金属及不同金属、合金等不同材料的焊接。
尤其是对于薄壁材料,微小精密零件,流水生产线,同一零件的多点同时焊接,气密焊接等,各种其他焊接型式难以完成的精密焊接,有广泛的应用适应性。
与其它焊接技术比较,激光焊接的主要优点是:激光焊接速度快、深度大、变形小。
能在室温或特殊的条件下进行焊接,焊接设备装置简单。
例如,激光通过电磁砀,光束不会偏移;激光在真空、空气及某种气体环境中均能施焊,并能通过玻璃或对光束透明的材料进行焊接。
激光聚焦后,功率密度高,在高功率器件焊接时,深度比可达到5:1,最高可达10:1。
可焊接难熔材料如钛、石英等,并能对异性材料施焊,效果良好。
例如,将铜和钽两种性质截然不同的金属焊接在一起,合格率几乎达百分之百。
可进行微型焊接。
激光束经聚焦后可获得很小的光斑,且能精密定位,可应用于大批量自动生产的微、小型元件的组焊中。
例如,集成电路引线、钟表游丝、显像管电子枪组装等由于采用了激光焊,不仅生产效率大大提高,且热影响小、焊点无污染,大提高了焊接的质量。
可焊接难以接近的部位,施行非接触远距离焊接,具有很大的活性。
尤其是近几年来,在YAG激光加工技术中采用了光纤传输技术,使激光焊接技术获得了更为广泛的推广与应用。
激光焊接工艺方法
1、片与片间的焊接。
包括对焊、端焊、中心穿透熔化焊、中心穿孔熔化焊等四
种方法。
2、丝与丝的焊接。
包括丝与丝对焊、交叉焊、平行搭接焊、T型焊等4种工艺
方法。
3、金属丝与块状元件的焊接。
采用激光焊接可以成功的实现金属丝与块件的连
接,块状元件的尺寸可以任意。
在焊接中应注意丝状元件的几何尺寸。
4、不同金属的焊接。
焊接不同类型的金属要解决可焊性与可焊参数范围。
不同
材料之间的激光焊接只有某些特定的材料组合才有可能。
传感器焊接电子元件焊接照相机外壳焊接
C02激光焊接车身拼焊板
利用CCh激光对汽车车身拼焊板进行了焊接实验,并对焊缝进行了显微组织分析和机械性能分析。
采用Ar气作为焊接保护气体,能获得比采用N2气时更好的深冲性能;侧吹保护气体的方法能有效地控制焊缝中的锌含量。
研究了焊接熔深和焊缝宽度随激光功率和焊接速度变化的规律。
实验结果表明,在优化的工艺参数下,激光焊接车身拼焊板的焊缝中没有出现气孔、裂纹和热影响区(HAz)软化等缺陷,拼焊板的深冲性能优良;拼焊板的成形性能取决于两种材料的强度比和
厚度比,焊缝易于向高强度镀锌钢板一侧偏移;普通钢板越薄,焊缝的偏移量越大。
两种规格超细晶粒钢的激光焊接
超细晶粒钢依靠生成微米级或亚微米级的铁素体,使钢的强度和韧性大大提高。
本文分析了细晶粒钢的焊接性及激光焊接的特点,进行了超细晶粒钢的激光焊接试验,并与等离子弧焊接、MAG 焊接进行了比较。
超细晶粒钢激光焊接接头粗晶区有较好的韧性。
采用较小的激光功率并配合较慢的焊接速度,可减小粗晶区硬化倾向。
终轧温度较高的SS400 钢激光焊接接头强度高于母材。
深度轧制钢激光焊接接头出现再结晶软化区,当软化区宽度较窄时,不影响整体接头强度。
SS400 钢和深度轧制钢激光焊接接头均有好的弯曲塑性。
试验用的两种超细晶粒钢主要利用形变诱导形核来细化铁素体晶粒,钢中没有加入能形成高温稳定颗粒的微合金元素,因此进行普通电弧焊时,粗晶区原奥氏体晶粒长大严重。
图2a、b分别为MAG 焊和等离子弧焊热影响区粗晶区的金相照片,可以看到奥氏体晶粒长大到200*10^(-9)m 左右。
为了改善超细晶粒钢的焊接性,在钢中加入诸如能形成高温稳定颗粒,-. 的,- 等微合金元素,则可对奥氏体晶粒的长大产生钉扎,保持较细的原奥氏体晶粒,有利于降
结论
激光焊接焊缝和热影响区窄,熔深大,加热、冷却速度快,适合焊接对热敏感的超细晶粒钢.采用较小的激光功率并配合较慢的焊接速度,可减小粗晶区硬化倾向。
对3mm厚SS400 钢,应采用2.1KW功率,1m/min焊速焊接。
对1.6mm 厚深度轧制钢,为减小软化区宽度,应采用2KW功率,2.5m/min焊速焊接。
超细晶粒钢激光焊接接头粗晶组织以韧性较好的下贝氏体为主3mm厚SS400钢粗晶区韧性可达到与母材同等水平。
终轧温度较高的SS400钢激光焊接接头无软化区,接头强度高于母材。
深度轧制钢激光焊接接头出现再结晶软化区,当软化区宽度较窄时,不影响整体接头强度。
SS400钢和深度轧制钢激光焊接接头有好的弯曲塑性。
参考文献:
2003年18期《激光杂志》
陈家骅《激光原理》
1998年05期《激光与红外》
激光在焊接中的应用
班级:电子科学与技术3
姓名:董胜昌
学号:0813********。