江苏大学机械工程学院激光技术研究所, 江苏 镇江 212013
在所构建的纳秒脉冲激光电化学复合加工(LECM)系统中，利用激光辐照和脉冲电化学复合加工的方法，在相同的工艺参数下，分别对304不锈钢、7075铝合金、1060纯铝等金属和脆性材料硅进行了加工试验。探讨了激光热力效应促进电化学加工的机理，并对不同金属材料的极化曲线进行了测量。通过扫描电子显微镜(SEM)对比分析了不同材料复合加工表面的微观形貌；并通过超景深三维显微镜对不同材料的加工深度、宽度与深宽比进行了分析。试验结果表明，在激光热力作用下，铝合金的电化学刻蚀质量和表面形貌较好，且可以加工出深宽比较大的微结构；脆性材料则存在微颗粒的冲击崩离。
激光技术 激光电化学 热力效应 极化曲线 加工形貌
1 江苏大学机械工程学院 激光技术研究所, 江苏 镇江 212013
2 南京航空航天大学 江苏省精密与微细制造技术重点实验室, 江苏 南京 210016
激光电化学复合微加工技术将激光能量与电化学加工相结合，利用激光的热力学效应和电极反应去除工件材料，实现选择性定域刻蚀加工。针对激光电化学复合加工中的多能量场耦合特点，利用有限元分析软件ANSYS对复合刻蚀加工靶材的瞬态温度场和电场进行了有限元数值模拟，研究了温度、电场变化对复合加工区域范围及加工深度的影响；并与试验结果对比，分析了激光电化学去除材料、刻蚀成形的机理，探讨了激光电化学微细加工所得表面形貌的特征。
激光技术 激光电化学 复合加工 温度场 电场 激光与光电子学进展
2013, 50(12): 121403
桂林电子科技大学 机电工程学院,广西 桂林 541004
为了探寻准分子激光电化学刻蚀硅工艺中的热－力效应特性,采用功率密度大的248nm准分子激光聚焦照射浸在KOH溶液中的n-Si表面,实现了一种激光电化学复合刻蚀工艺。通过数值仿真与实验比较的方法,对该工艺的刻蚀速率进行了分析。研究结果表明,该复合工艺存在激光直接刻蚀、电化学刻蚀和激光与电化学耦合刻蚀等三种刻蚀作用;在耦合作用中,溶液中激光加工的热效应较小,光热效应导致的刻蚀小;而溶液中激光加工的力学效应对材料的刻蚀作用很大。通过对准分子激光与溶液中靶材相互作用过程的热－力效应分析,更深入地探讨了准分子激光电化学工艺的刻蚀机理。
激光技术 激光电化学 热－力效应 刻蚀 硅 laser technique laser electrochemical thermal-mechanical effect etching silicon
