脈沖激光清洗銅基鋁材的機(jī)理與試驗(yàn)研究
發(fā)布時(shí)間:2021-08-28 11:58
銅鋁復(fù)合材料集合了銅與鋁的物理、化學(xué)、熱學(xué)、力學(xué)性能是一種綜合性能好,使用廣的新型復(fù)合材料。銅鋁復(fù)合材料廣泛用于電子制造、電器制造、機(jī)械、汽車和設(shè)備儀器等各行各業(yè)。由于銅鋁復(fù)合材料在使用過程中,會(huì)逐漸磨損,使得合金材料逐漸失去原本的材料性能。因此需要按比例從新生成銅鋁合金材料。研究銅鋁材料結(jié)合過程中,最關(guān)鍵的問題是要把鋁材完全去除掉,重新進(jìn)行生產(chǎn)。目前還只采用一些化學(xué)方法進(jìn)行處理,但化學(xué)處理法會(huì)污染環(huán)境、操作失誤造成人員安全與健康。本課題從改善銅鋁合金材料性能出發(fā),探索性的采用激光清洗技術(shù)對(duì)銅基鋁材進(jìn)行清洗研究工作,從理論與試驗(yàn)中對(duì)后續(xù)研究應(yīng)用提供指導(dǎo)。激光技術(shù)已經(jīng)廣泛用于科學(xué)研究、國(guó)防以及平時(shí)的日常生活并產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。激光清洗是隨著激光技術(shù)發(fā)展而發(fā)展起來的一種新型綠色清洗技術(shù)。本研究在現(xiàn)有的激光修整系統(tǒng)基礎(chǔ)上,使用皮秒脈沖激光器作為清洗中的加熱光源,搭建激光清洗試驗(yàn)平臺(tái),為后續(xù)試驗(yàn)研究提供支持;其次,脈沖激光具有脈沖時(shí)間短、能量強(qiáng)等特點(diǎn),考慮激光清洗物理過程基礎(chǔ)上,建立了激光清洗數(shù)學(xué)物理模型,應(yīng)用模型數(shù)值分析了皮秒脈沖激光清洗銅材料與鋁材料的激光功率范圍,為后續(xù)試驗(yàn)研究提供理論指導(dǎo)...
【文章來源】:湘潭大學(xué)湖南省
【文章頁數(shù)】:62 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
圖1.3激光清洗研究思路??
.激光清洗后材料表面質(zhì)量后,需要對(duì)清洗后的材料表面進(jìn)行觀察與觀試驗(yàn)儀器設(shè)備主要為超景深三維顯微鏡,用于觀察清洗后銅材料表面料表面質(zhì)量,測(cè)量清洗后銅材料表面凹坑深度與鋁材料表面凹坑深度激光清洗系統(tǒng)工作流程??如圖2.2所示為脈沖激光清洗系統(tǒng)的運(yùn)行流程圖。其工作流程可以分
圖2.3脈沖激光清洗操作平臺(tái)部分實(shí)物圖??2.2.2激光器工作保護(hù)控制裝置??激光器在使用過程中會(huì)發(fā)熱,要進(jìn)行冷卻保護(hù)。圖2.4是激光清洗的冷卻裝??置示意圖。在使用過程中的為了保護(hù)激光裝置,其噪聲排放要小于70分貝,需??要開啟冷卻裝置。這是一個(gè)集成系統(tǒng)。冷卻裝置的特點(diǎn)為:外殼簡(jiǎn)單、緊湊;操??作簡(jiǎn)單、維修方便;使用的環(huán)境溫度+15-?+?35°?C;使用過程中冷卻裝置需要良??好的噪聲環(huán)境,并且最主要是需要高的可靠性保證激光器的工作;使用過程中冷??卻裝置能保證溫度在穩(wěn)定變化,其上的溫度指示表明過高或是過低情況下需要立??即關(guān)閉關(guān)閉激光器。每次使用前要定期檢查冷卻水位高低。在水位達(dá)不到其要求??時(shí)會(huì)損失內(nèi)部部件如栗;在沒有冷卻系統(tǒng)工作情況下,不能使用激光器。使用過??程中要確保冷卻空氣進(jìn)口與出口是沒有堵塞的,是無限制的,有足夠的空氣循環(huán)。??^?r?X??圖2.4冷卻裝置示意圖??2.2.3激光清洗振鏡系統(tǒng)??激光振鏡又叫激光掃描器,由二維光學(xué)掃描部件、電子放大器驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、一??系列的光學(xué)反射鏡片組合組成。在電腦相應(yīng)軟件控制下,提供信號(hào)給驅(qū)動(dòng)放大控??12??
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]激光功率對(duì)不銹鋼表面清洗效果影響的研究[J]. 陳國(guó)星,陸海峰,趙瀅,張惠煒,魏少翀,季驊,吳樹輝,史一嶺. 光電工程. 2017(12)
[2]清洗速度對(duì)激光清洗鈦合金積碳表面的形貌與組成的影響[J]. 喬玉林,黃克寧,梁秀兵,胡振峰,張國(guó)新,張晶. 應(yīng)用激光. 2017(06)
[3]鋁合金激光清洗機(jī)理與質(zhì)量評(píng)估[J]. 陳一鳴,周龍?jiān)?閆飛,王軍,黎碩,王春明. 中國(guó)激光. 2017(12)
[4]激光加工技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀與未來發(fā)展分析[J]. 王霄. 科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新. 2017(22)
[5]脈沖YAG激光清洗輪胎模具的實(shí)驗(yàn)研究[J]. 張自豪,余曉暢,王英,陳培鋒. 激光技術(shù). 2018(01)
[6]泡沫鋁材料參數(shù)反求及其填充錐形薄壁管的吸能性能研究[J]. 黃晶,龍永程,曹嬌,胡林. 機(jī)械科學(xué)與技術(shù). 2017(05)
[7]高功率摻鐿光纖的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)[J]. 王一礴,李進(jìn)延. 中國(guó)激光. 2017(02)
[8]深冷處理對(duì)鋁青銅微觀組織與性能的影響[J]. 金磊磊,魏坤霞,王生龍,魏偉,杜慶柏,胡靜. 材料熱處理學(xué)報(bào). 2016(10)
[9]丙烷壓力對(duì)超聲速微粒沉積鋁青銅涂層組織和性能的影響[J]. 朱勝,周超極,王曉明,張垚,韓冰源. 機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2016(08)
[10]國(guó)外軍用大功率半導(dǎo)體激光器的發(fā)展現(xiàn)狀[J]. 李明月,何君. 半導(dǎo)體技術(shù). 2015(05)
博士論文
[1]水導(dǎo)激光微細(xì)加工技術(shù)研究[D]. 李靈.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2008
[2]激光等離子體沖擊波與表面吸附顆粒的作用研究[D]. 張平.南京理工大學(xué) 2007
[3]聲光調(diào)Q Nd:YAG脈沖激光修整青銅金剛石砂輪機(jī)理及技術(shù)研究[D]. 陳根余.湖南大學(xué) 2006
碩士論文
[1]水射流輔助激光復(fù)合刻蝕晶體硅的試驗(yàn)研究[D]. 張崇天.安徽建筑大學(xué) 2015
[2]大口徑熔石英元件表面激光損傷特性研究[D]. 黃晚晴.中國(guó)工程物理研究院 2009
[3]強(qiáng)激光和等離子體對(duì)光學(xué)元件的表面潔凈處理研究[D]. 李緒平.電子科技大學(xué) 2007
本文編號(hào):3368472
【文章來源】:湘潭大學(xué)湖南省
【文章頁數(shù)】:62 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
圖1.3激光清洗研究思路??
.激光清洗后材料表面質(zhì)量后,需要對(duì)清洗后的材料表面進(jìn)行觀察與觀試驗(yàn)儀器設(shè)備主要為超景深三維顯微鏡,用于觀察清洗后銅材料表面料表面質(zhì)量,測(cè)量清洗后銅材料表面凹坑深度與鋁材料表面凹坑深度激光清洗系統(tǒng)工作流程??如圖2.2所示為脈沖激光清洗系統(tǒng)的運(yùn)行流程圖。其工作流程可以分
圖2.3脈沖激光清洗操作平臺(tái)部分實(shí)物圖??2.2.2激光器工作保護(hù)控制裝置??激光器在使用過程中會(huì)發(fā)熱,要進(jìn)行冷卻保護(hù)。圖2.4是激光清洗的冷卻裝??置示意圖。在使用過程中的為了保護(hù)激光裝置,其噪聲排放要小于70分貝,需??要開啟冷卻裝置。這是一個(gè)集成系統(tǒng)。冷卻裝置的特點(diǎn)為:外殼簡(jiǎn)單、緊湊;操??作簡(jiǎn)單、維修方便;使用的環(huán)境溫度+15-?+?35°?C;使用過程中冷卻裝置需要良??好的噪聲環(huán)境,并且最主要是需要高的可靠性保證激光器的工作;使用過程中冷??卻裝置能保證溫度在穩(wěn)定變化,其上的溫度指示表明過高或是過低情況下需要立??即關(guān)閉關(guān)閉激光器。每次使用前要定期檢查冷卻水位高低。在水位達(dá)不到其要求??時(shí)會(huì)損失內(nèi)部部件如栗;在沒有冷卻系統(tǒng)工作情況下,不能使用激光器。使用過??程中要確保冷卻空氣進(jìn)口與出口是沒有堵塞的,是無限制的,有足夠的空氣循環(huán)。??^?r?X??圖2.4冷卻裝置示意圖??2.2.3激光清洗振鏡系統(tǒng)??激光振鏡又叫激光掃描器,由二維光學(xué)掃描部件、電子放大器驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、一??系列的光學(xué)反射鏡片組合組成。在電腦相應(yīng)軟件控制下,提供信號(hào)給驅(qū)動(dòng)放大控??12??
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]激光功率對(duì)不銹鋼表面清洗效果影響的研究[J]. 陳國(guó)星,陸海峰,趙瀅,張惠煒,魏少翀,季驊,吳樹輝,史一嶺. 光電工程. 2017(12)
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[3]鋁合金激光清洗機(jī)理與質(zhì)量評(píng)估[J]. 陳一鳴,周龍?jiān)?閆飛,王軍,黎碩,王春明. 中國(guó)激光. 2017(12)
[4]激光加工技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀與未來發(fā)展分析[J]. 王霄. 科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新. 2017(22)
[5]脈沖YAG激光清洗輪胎模具的實(shí)驗(yàn)研究[J]. 張自豪,余曉暢,王英,陳培鋒. 激光技術(shù). 2018(01)
[6]泡沫鋁材料參數(shù)反求及其填充錐形薄壁管的吸能性能研究[J]. 黃晶,龍永程,曹嬌,胡林. 機(jī)械科學(xué)與技術(shù). 2017(05)
[7]高功率摻鐿光纖的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)[J]. 王一礴,李進(jìn)延. 中國(guó)激光. 2017(02)
[8]深冷處理對(duì)鋁青銅微觀組織與性能的影響[J]. 金磊磊,魏坤霞,王生龍,魏偉,杜慶柏,胡靜. 材料熱處理學(xué)報(bào). 2016(10)
[9]丙烷壓力對(duì)超聲速微粒沉積鋁青銅涂層組織和性能的影響[J]. 朱勝,周超極,王曉明,張垚,韓冰源. 機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2016(08)
[10]國(guó)外軍用大功率半導(dǎo)體激光器的發(fā)展現(xiàn)狀[J]. 李明月,何君. 半導(dǎo)體技術(shù). 2015(05)
博士論文
[1]水導(dǎo)激光微細(xì)加工技術(shù)研究[D]. 李靈.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2008
[2]激光等離子體沖擊波與表面吸附顆粒的作用研究[D]. 張平.南京理工大學(xué) 2007
[3]聲光調(diào)Q Nd:YAG脈沖激光修整青銅金剛石砂輪機(jī)理及技術(shù)研究[D]. 陳根余.湖南大學(xué) 2006
碩士論文
[1]水射流輔助激光復(fù)合刻蝕晶體硅的試驗(yàn)研究[D]. 張崇天.安徽建筑大學(xué) 2015
[2]大口徑熔石英元件表面激光損傷特性研究[D]. 黃晚晴.中國(guó)工程物理研究院 2009
[3]強(qiáng)激光和等離子體對(duì)光學(xué)元件的表面潔凈處理研究[D]. 李緒平.電子科技大學(xué) 2007
本文編號(hào):3368472
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