基于激光诱导击穿光谱和X射线能谱技术, 测量了激光与油漆作用时发射光谱及作用前后元素成分的变化, 以此研究了激光除漆的机理。 实验测量了不同纳秒激光能量下激光诱导击穿油漆表面的光谱, 计算了等离子体的电子密度和温度。 通过扫描电子显微镜对油漆烧蚀形貌进行了分析, 采用X射线能谱仪测量了烧蚀前后油漆成分的变化。 研究结果表明, 等离子体电子密度、 温度以及烧蚀区域大小都随着入射激光能量的增加逐渐增加。 在激光作用前后油漆中碳(C)含量明显降低, 原子百分比从78.25%降低到67.07%, 说明激光与油漆作用过程中发生了烧蚀。 通过对比钛(Ti)元素、 C元素和铝(Al)元素的相对原子比例, 表明更高的激光能量下油漆烧蚀的更剧烈。 该工作对深入研究激光除漆机理有重要意义。

为了研究脉冲激光去除金属表面漆膜的过程, 采用有限元法建立模型, 模拟了喷有漆膜的不锈钢样品表面在移动脉冲激光作用下的温度场, 研究了不同时刻漆膜表面的温度场分布以及激光参量对漆膜表面温度场的影响, 并做了相关对比实验。结果表明, 漆膜表面温度随激光源的移动而变化, 温度场呈现带尾的彗星状; 漆膜表面的温度随激光能流密度和激光重复率的增加而线性增加, 随着扫描速率的增加而指数递减; 激光能流密度和激光重复率越大而激光扫描速率越小时, 激光除漆效率越高; 温度的累积效应可以提高除漆的效率。该结果可以为实际激光除漆过程中激光参量的选取提供参考。

通过对纳秒Nd∶YAG 脉冲激光辐照油漆过程中所喷溅的颗粒形貌及成分的分析，研究激光除漆的物理机理。扫描电子显微镜的结果表明，在激光除漆的过程中产生微米量级和纳米量级的颗粒以及纳米网状结构。微米尺度的颗粒形状不规则，表面粗糙；纳米尺度的颗粒呈球形，表面光滑。随着激光能量的增大，微米量级和纳米量级的颗粒平均尺寸都变大。X 射线能谱仪的结果显示，微米量级的颗粒成分与激光辐照前漆的成分相当，与振动去除机制有关，而纳米颗粒中碳的含量(原子数分数)下降超过50%，是由于激光对漆的烧蚀作用所导致。该研究为激光除漆基本物理机理的研究提供新的思路和方法。