飛秒激光加工由于其脈沖時(shí)間短、加工精度高、熱影響區(qū)小等優(yōu)勢(shì),逐漸成為材料表面改性加工的新趨勢(shì)。本文利用飛秒激光直接誘導(dǎo)燒蝕加工與飛秒激光誘導(dǎo)前向轉(zhuǎn)移法對(duì)航空發(fā)動(dòng)機(jī)材料GH4169鎳基合金樣品表面進(jìn)行精細(xì)加工處理,主要研究?jī)?nèi)容如下:使用電子束蒸鍍?cè)O(shè)備尋找最佳制備條件,控制蒸鍍時(shí)長(zhǎng)與束流大小,制備了符合實(shí)驗(yàn)要求的NiCoCrAl-Y₂O₃薄膜與SiC薄膜,并發(fā)現(xiàn)了蒸鍍時(shí)長(zhǎng)與薄膜厚度的近似正比關(guān)系。利用XRD衍射對(duì)兩種薄膜分別進(jìn)行分析,發(fā)現(xiàn)源物質(zhì)在蒸鍍過程中,因?yàn)槲諢崃繉?dǎo)致分子結(jié)構(gòu)被破壞,產(chǎn)生了由晶態(tài)到非晶態(tài)的變化。使用飛秒激光加工設(shè)備對(duì)鎳基合金樣品表面進(jìn)行誘導(dǎo)燒蝕加工,改變激光功率、掃描速度與離焦距離等變量得到不同條件下的燒蝕痕跡。利用共聚焦顯微鏡觀察燒蝕痕跡線寬與形貌,總結(jié)各個(gè)變量的不同影響,發(fā)現(xiàn)合金樣品隨著樣品表面吸收能量的增加而逐漸呈現(xiàn)出更為劇烈的燒蝕形貌。采用激光誘導(dǎo)前向轉(zhuǎn)移法對(duì)鎳基合金樣品進(jìn)行NiCoCrAl-Y₂O₃薄膜與SiC薄膜轉(zhuǎn)移。探究激光功率、掃描速度與離焦距離等變量對(duì)薄膜沉積形貌... 

【文章來源】：中國(guó)民航大學(xué)天津市

【文章頁數(shù)】：66 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

雪崩電離效應(yīng)

為穩(wěn)定精確的燒蝕闕值。（3）熱影響區(qū)小因?yàn)轱w秒激光的脈沖寬度較窄，當(dāng)其與材料表面相互作用時(shí)，脈沖能量會(huì)被限制在材料表面較小的范圍內(nèi)，激光能夠在極短的時(shí)間在極小的空間內(nèi)與材料發(fā)生相互作用并傳遞能量，材料會(huì)在瞬間達(dá)到很高的溫度，由固態(tài)轉(zhuǎn)變成高濃度的等離子態(tài)。因?yàn)榫Ц裰g相互的熱傳導(dǎo)所需要的時(shí)間比飛秒激光的脈沖作用時(shí)間還要長(zhǎng)，因此能量幾乎來不及擴(kuò)散，所以激光所給予的能量會(huì)被限制在光斑輻射的范圍以內(nèi)[13]。在飛秒激光作用的過程中，實(shí)現(xiàn)了相對(duì)的冷加工并且避免了熱融化的影響，減少了傳統(tǒng)加工中熱效應(yīng)所帶來的各種不利影響。如圖 1-2 為納秒激光、皮秒激光以及飛秒激光在鐵表面打孔之后的對(duì)比照片。我們可以發(fā)現(xiàn)飛秒激光加工后的金屬表面并無材料熔化的跡象，孔邊緣光滑且整齊，熱影響區(qū)小。

(a)納秒激光 (b)皮秒激光 (c)飛秒激光圖 1-2 納秒激光、皮秒激光以及飛秒激光在鐵表面打孔后的對(duì)比加工材料廣泛于普通長(zhǎng)脈沖激光來說，由于其脈沖持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)，導(dǎo)致其峰值功因此電子的激發(fā)過程只能依賴于單光子的共振躍遷這種線性吸收。光來說，因其脈沖可以在短時(shí)間內(nèi)達(dá)到較高的峰值功率，在其與材，主要以多光子吸收這種非線性吸收方式使材料發(fā)生轉(zhuǎn)變。因此飛普通長(zhǎng)脈沖激光無法對(duì)相對(duì)透明的材料進(jìn)行加工的限制[14][15]。如子材料中由飛秒激光加工的納米牛。


本文編號(hào)：3126479