激光表面改性技术研究

激光诱导表面改性技术研究

laserInducedSurfaceModification实验室科研探究课第25单元2表面是指固体表层一个或数个原子层的区域。由于表面粒子（分子或原子）没有邻居粒子，使其物理性和化学性与固体内部明显不同。/view/627227.htm百度百科3

WolfgangPauli

Godcreatedthesolids,theDEVILtheirSURFACEs4机械处理

喷丸、滚压表面热处理

火焰淬火、高频淬火、激光、电子束处理表面化学热处理渗碳、渗氮、渗硫、碳氮共渗、渗硼、渗铝、渗硅、渗铬离子注入激光冲击硬化

转化涂层

阳极氧化、磷酸盐处理

物理气相沉积PVD溅射,弧离子镀,高能束蒸发沉积化学气相沉积CVD,等离子体辅助化学气相沉积PCVD凝胶-溶胶法SOL–GEL电镀、化学镀、复合镀,热浸镀激光熔敷,堆焊热喷涂

等离子、电弧、火焰、超音速、爆炸自蔓延涂层SHS(Self-propagatinghigh-temperaturesynthesis)黏结涂层

静电喷涂、涂镀

表面织构化处理

表面处理方法一览基体基体5LightAmplificationbyStimulatedEmissionofRadiationLASER1960年“受激发射光放大”

T.H.Maiman/.../LASER%20WEBPAGE.html

6激光器种类：固体、气体、液体、半导体、染料脉冲、连续红外、可见光、紫外激光特点：方向性单色性相干性7

激光与材料表面相互作用激光材料表面原子部分吸收激发原子和电子振动转化为热能部分反射部分传递1J脉冲激光脉宽10ns

聚焦光斑直径0.1mm1012W/cm2

1千瓦的电炉3W/cm2约3千亿倍激光的高能量密度和快速9激光参数对表面质量的影响

A71234Weight%Element1234567C25.95.658.94

O10.16.888.98

36.4Si2.763.673.670.370.710.6718.2Cr0.710.720.721.110.900.911.16Mn4.714.294.293.022.831.5336.1Fe55.773.473.493.995.596.98.02激光参数对表面质量的影响11

激光与材料表面相互作用改变表面几何性质改变表面材料微观结构表面材料蒸发烧蚀材料表面其它效应12激光硬化激光熔覆激光诱导改性激光蒸发沉积激光抛光激光表面清洗激光表面织构激光在表面技术中的应用13激光相变硬化激光熔覆/.../

1300µmTransitionbandHeataffectedzoneMeltedzoneHardenedzone机械密封表面的激光熔敷14激光诱导改性激光基体活性气体新物质生成激光诱发化学反应表面图形TiAl15激光蒸发沉积PLD激光透射窗聚焦镜靶材基体蒸发粒子真空室/techtransfer/common/getfile.php?id=16616激光抛光

17激光表面清洗表面污染物吸收激光能量news.bbc.co.uk/.../html/1.stm

污染物受热蒸发形成急剧膨胀的等离子体，诱发冲击波，使污染物弹射离开表面18激光表面织构BennettTD,etal,Marangonimechanisminpulsedlasertexturingofmagneticdisksubstrates,J.HeatTransfer–TransactionsofoftheASME

119

(3)

589-596

1997.19

/show/347/42473.htm

/tech/2...65_1.htm

SwitchK2CapacitorCArcvoltageVacuumchamberReflectingfocusingmirrorTargetholderElectrodeParticlesSubstrateholderNegativebiasLaserbeamTemperaturecontrolTargetsQuartzwindowSubstrateGasinletVAArccurrentDC