石理平 1,*耿娇 1,**仇旻 2,3,***
作者单位
摘要
1 西安电子科技大学杭州研究院 先进光电成像与器件实验室,杭州 311231
2 西湖大学 工学院 浙江省3D微纳加工和表征研究重点实验室,杭州 310024
3 浙江西湖高等研究院 前沿技术研究所,杭州 310024
激光诱导周期性表面结构的质量可通过调整激光参数、改善材料表面和优化扫描策略等手段来提高。研究了扫描方向对线偏振激光诱导金属/硅复合薄膜表面氧化LIPSS的影响。结果表明,当扫描方向垂直于激光偏振方向时,纳米结构会出现分叉、不连续等问题;当扫描方向平行于激光偏振方向时,纳米结构呈现短程有序,但在光斑拼接处存在扭曲;而当扫描方向与激光偏振方向存在一定夹角时,容易获得长程均匀有序的周期性纳米结构。数值仿真结果表明造成这些现象的原因是近场效应对自组织过程具有不可忽略的影响。
激光诱导周期性表面结构 表面等离激元 激光诱导化学反应 复合薄膜 Laser-Induced Periodic Surface Structures(LIPSS) Surface plasmons Laser-induced oxidation Hybrid thin films 
光子学报
2023, 52(7): 0752303
作者单位
摘要
1 南京航空航天大学机电学院, 江苏 南京 210016
2 南京市计量监督检测院, 江苏 南京 210049
加工效率低、表面完整性差以及严重的刀具磨损是微细铣削TiAl金属间化合物的主要原因。提出一种激光诱导可控氧化辅助微细铣削的复合加工方法,针对纳秒脉冲激光诱导氧化TiAl金属间化合物开展研究。主要分析了不同激光参数以及辅助气体对材料氧化行为的影响规律,揭示了TiAl材料的氧化机理以及氧化层与过渡层的形成规律与特征,为后续微细铣削加工中的参数选择提供了理论依据和数据支持。研究结果表明:TiAl材料在激光辐照下发生氧化反应并生成了疏松易去除的氧化物,生成的氧化层与过渡层随着激光能量密度的增大而变得越厚;随着激光扫描速度的加快,氧化层厚度逐渐减小,而激光扫描速度对过渡层厚度的影响不显著。此外,在相同的激光参数下,富氧环境对材料的氧化效果最佳。TiAl金属间化合物在优化的激光参数(激光能量密度为8.82 J/cm 2和扫描速度为1 mm/s)和富氧环境氛围下获得的氧化效果较优,生成的氧化层与过渡层厚度分别达到了66 μm与22 μm。
激光光学 纳秒脉冲激光 TiAl金属间化合物 激光诱导氧化 激光参数 
中国激光
2021, 48(22): 2202021

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