【摘要】：為實(shí)現(xiàn)對(duì)超快激光誘導(dǎo)金屬鈦改變趨勢(shì)的定性控制及材料改變范圍的定量控制,開展了飛秒和皮秒脈沖激光分別與金屬鈦燒蝕的對(duì)比實(shí)驗(yàn)研究。隨后使用激光掃描共聚焦顯微鏡、X射線光電子能譜和透射電子顯微鏡分別就激光脈沖時(shí)間寬度變化對(duì)被燒蝕金屬鈦的表面形貌與燒蝕深度、化學(xué)成分、微結(jié)構(gòu)狀態(tài)的影響規(guī)律進(jìn)行了分析。研究發(fā)現(xiàn):隨著激光脈沖時(shí)間寬度從飛秒增加到皮秒量級(jí),被燒蝕金屬鈦的表面形貌質(zhì)量逐漸變差,最終燒蝕產(chǎn)物的化學(xué)成分愈加復(fù)雜,微結(jié)構(gòu)狀態(tài)的無(wú)定形化程度也隨之增加。最終認(rèn)為伴隨激光脈沖時(shí)間寬度增加,金屬鈦中熱累積效應(yīng)的增強(qiáng)而造成被燒蝕材料內(nèi)部更為嚴(yán)重的熱與機(jī)械損傷是導(dǎo)致上述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象產(chǎn)生的主要原因。
[Abstract]:In order to realize the qualitative control of the change trend of metal titanium induced by ultra-fast laser and the quantitative control of material change range, a comparative experimental study of femtosecond and picosecond pulse laser and titanium ablation was carried out. Then laser scanning confocal microscope, X-ray photoelectron spectroscopy and transmission electron microscope were used to study the effect of laser pulse duration on the surface morphology, ablation depth and chemical composition of ablated titanium. The influence law of microstructure state is analyzed. It is found that with the laser pulse duration increasing from femtosecond to picosecond, the surface morphology of the ablated titanium becomes worse, and the chemical composition of the ablated product becomes more and more complex. The degree of amorphous structure also increases. It is concluded that the thermal and mechanical damage in the ablated material caused by the enhancement of the thermal accumulation effect in titanium is the main cause of the above experimental phenomenon with the increase of the laser pulse duration.
【作者單位】： 天津大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院;天津大學(xué)機(jī)制設(shè)計(jì)理論與裝備設(shè)計(jì)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;
【基金】：國(guó)家自然科學(xué)基金(51175372,51275337)
【分類號(hào)】：TG146.23;TN249

【參考文獻(xiàn)】

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【共引文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2288282