为了对膜基系统的温度分布和应力分布进行模拟研究，采用ANSYS有限元分析软件，对高斯移动激光加载条件下TiN薄膜的温度场和由温度场产生的应力场进行了稳态分析。研究结果表明，温度场随激光光源的移动而移动，温度场中温度最大点在激光光斑中心处，且激光光源移动方向后方的温度场有较大的迟滞现象。在膜基系统中产生的应力场主要集中在薄膜内部。温度场和应力场的研究对探讨膜基系统失效进程具有重要意义。
激光技术 温度场 应力分布 有限元法 薄膜 laser technique temperature field stress distribution finite element method film
根据红外激光划痕时在涂层表面产生的温度场的理论分析，找出涂层界面失效破坏的临界位置。在实验研究中，分析红外热成像仪对激光划痕涂层的实时温度检测结果，表明在涂层逐渐失效破坏的过程中，其表面的温度状况呈现出与理论分析结果相一致的两阶段的变化，进而说明了温度变化的转折点即是该涂层从基体脱落下来的临界位置; 并通过计算得知，该涂层临界脱落点对应的激光辐射功率大约为31.92 W，这一结果直接反映了该涂层与基体结合强度的情况。
激光技术 激光划痕 涂层临界破坏点 热成像仪 温度场 结合强度
为研究涂层的热应力和应变与涂层结合强度之间的关系,对红外激光划痕后的涂层的热应力应变进行了理论分析,建立了涂层的热应力理论模型和应变公式。红外激光划痕涂层的试验结果表明,激光划痕后涂层在沿其厚度方向上的应变量有明显的突变过程,突变点的位置即是涂层从基体脱离下来的临界位置; 激光划痕时涂层的剥离应力随涂层的温度增大而增大,并会呈现出两个阶段过程变化,进而说明了两个阶段之间的转折点反映了涂层结合强度的大小。
激光技术 激光划痕 应力应变 热应力模型 涂层 结合强度
建立了膜-基界面结合强度的红外激光准静态划痕的检测新方法。采用红外激光对膜层样品进行连续划痕,通过摄像机,获得膜-基界面的划痕图像,经过Matlab预处理后准备调用; 同时采用红外热像仪实时在线检测样品表面的受热状态。信号检测系统检测薄膜表面温度和划痕图像等参数,返回信号处理系统进行分析和处理。从而实现对膜-基界面结合强度的检测。
激光技术 界面结合强度 图像处理 红外热像
