目前大多数柔性薄膜晶体管（TFT）使用塑料基板替代玻璃基板会导致白色污染加重，本研究采用可降解的纳米纤维素纸作为柔性基板，其具有粗糙度仅为3.12 nm的优异平滑度，且整个器件沉积完后只增加至6.03 nm。更重要的是，该TFT器件通过磁控溅射制备IGZO/Al₂O₃作为有源层，使得器件在室温下无需热退火处理，避免了纳米纸不耐高温的问题。在有源层中，Al₂O₃充当电子桥连接了不连续的铟镓锌氧化物（IGZO），且IGZO有着微弱的结晶，大量的载流子得以沿沟道流通。该纸基器件展示出迁移率为22.5 cm²/（V·s）、开关比高达5.07×10⁶、阈值电压V_th仅为-0.036 V的优异性能，并且有着很好的正偏压和负偏压稳定性。这种纸基TFT在未来的绿色且柔性显示中具有巨大的应用潜力。

采用激光功率计、光束光斑质量诊断仪及高速摄像仪，对比研究了CO2激光及YAG激光与直流TIG电弧垂直相互作用时的光束特性和电弧特性。结果表明，CO2激光穿过TIG电弧后，激光功率显著衰减，光束散焦，能量分布状态严重劣化，而且电弧电压降低，体积膨胀，甚至产生激光支持的燃烧波；而对于YbYAG激光，电弧基本不吸收激光能量，电弧对激光特性的影响可以忽略，同时电弧电压及电弧形态也没有明显变化。试验条件下，计算得TIG电弧对CO2激光和YAG激光的逆韧致吸收系数分别为14.14～26.29 m-1和1.1～2.03 m-1。同时，TIG电弧对CO2激光和YAG激光的折射率分别为0.99249～0.99454和0.99992～0.99994。TIG电弧对CO2激光的逆韧致吸收系数远高于对YAG激光的吸收率，同时，TIG电弧对YAG激光的折射率与大气相比较差异很小。这是CO2激光及YAG激光激光与电弧相互作用存在很大差异的根本原因。

针对铸造镁合金的激光焊接气孔难题,以AZ91D铸造镁合金为主要材料,紧密围绕气孔产生的原因、影响因素及其控制开展研究。探讨了铸造镁合金激光焊接气孔产生的特点和机理;研究了自熔激光焊接气孔产生的原因及影响因素;研究了填充焊丝激光焊接对焊缝气孔的控制及不同对接间隙焊接的质量控制。研究结果表明:铸造镁合金的激光焊接稳定性和气孔率主要受母材微孔率影响。对于母材微孔率在1-3%的铸造镁合金,采用填充焊丝激光焊接技术,焊缝平均气孔率降低到0.31%;对于母材微孔率在6-10%的铸造镁合金,采用填充焊丝激光焊接技术,使焊缝平均气孔率由20%降低到3%,对接间隙0.4mm时可以进行正常的焊接。

研究了激光－CO₂气保复合焊的稳定性问题。首先通过平均熔滴过渡时间t和表征熔滴波动的样本方差S两个统计量界定了焊接过程稳定性。其次在此基础上标定了焊接过程稳定区,通过分析得到了光丝间距为1mm时过程稳定的焊接参数范围最大。实验表明,在焊接过程不稳定时可通过调整电压1～2V改善工艺适应性。

随着核电工业的发展，对厚板不锈钢的焊接要求越来越高，传统的弧焊方法效率低、变形大、组织粗大、抗核辐照性能差，难以满足使用要求。采用3500 W Slab及20 kW快轴流CO₂激光器，研究了厚板万瓦级激光自熔焊接、窄间隙激光填丝焊接及激光-钨极氩弧焊（TIG）填丝复合焊接，实现了厚度超过10 mm的不锈钢对接焊，并对接头的显微组织和力学性能进行了研究。结果表明，激光焊接可以获得焊缝成型良好，无气孔、裂纹等缺陷的焊接接头；焊缝组织细小，热影响区窄，接头显微组织和力学性能优良。

铝锂合金是一种理想的轻质高强结构材料, 在航天航空、兵器工业等高新科技领域具有广阔的应用前景。采用Slab型CO2激光器对1420铝锂合金进行焊接, 研究了填充材料和焊后热处理对焊接接头力学性能的影响。结果表明, 焊态下1420铝锂合金接头强度系数可达到90%, 焊后热处理获得了力学性能良好的焊接接头。

采用20 kW CO2激光器对不锈钢厚板进行了焊接实验研究。发现激光束焦点位置在高功率输出时存在漂移,为简便地描述焊接位置,以聚焦镜中心与材料表面的距离h作为焊接位置的表征,研究了不同h时的焊缝成形及熔深变化情况。此外,万瓦级激光焊接对聚焦系统更加敏感,在聚焦镜焦距f=300 mm时不同焊接位置处的焊缝成形差别小,且熔深浅,深宽比小;在f=200 mm时不同焊接位置处焊缝成形变化明显。采用f=200 mm聚焦系统,在h＝208 mm、激光功率P＝18 kW、焊速v＝2 m/min时对12 mm厚1Cr18Ni9Ti实现了对接单道焊透,焊缝成形良好。结果表明:通过优化工艺参数,在不开坡口和未填充材料的情况下,采用20 kW CO2激光器可以实现12 mm不锈钢厚板的对接焊,焊缝成形良好、深宽比大、热影响区小,得到了较为理想的焊接接头。

采用大功率YAG激光器，研究了1420铝锂合金的激光焊接特性。实验结果表明：1420铝锂合金激光深熔焊接的临界功率密度约为1.2×106 W/cm2，低于常规铝合金激光深熔焊接阈值。气孔是主要的焊接缺陷，通常出现在熔合线附近。拉伸实验表明，焊缝靠近熔合线处是接头最薄弱的部位。

铝锂合金被认为是21世纪航空航天的理想结构材料.该文采用高光束质量Slab CO2激光器焊接1.9mm厚1420铝锂合金,研究激光焊接时氢气孔的行为特征,探讨氢气孔对激光焊接接头力学性能的影响.结果表明,氢气孔通常出现在熔合线附近.单面化学铣削0.1mm,激光焊接时就可以避免气孔的产生,较电弧焊接时单面化学铣削0.2～0.3mm显著减小.单面化学铣削0.05～0.1 mm,焊接接头拉伸强度和延伸率明显提高.

决定光与物质相互作用的激光束的波长、入射角、偏振特性以及时间和空间特性是激光材料加工的主要光束特性。激光束的光束质量是其空间特性的量化反映。通过对两种不同激光加工系统输出激光光束质量进行测量和计算，根据多模激光束的聚焦理论，以及对激光深熔焊接实验结果的分析，研究了光束质量对深熔焊接焊缝成形的影响。结果表明，光束质量对聚焦光束的焦斑、聚焦角和焦深的影响不仅体现了激光源的可聚焦性，而且也标志了激光源的可加工能力，这是聚焦系统和焦点位置在选择过程中应该考虑的重要因素。