超快激光辐照诱导金属钛的变化

发布时间：2018-10-23 06:31

【摘要】：为实现对超快激光诱导金属钛改变趋势的定性控制及材料改变范围的定量控制,开展了飞秒和皮秒脉冲激光分别与金属钛烧蚀的对比实验研究。随后使用激光扫描共聚焦显微镜、X射线光电子能谱和透射电子显微镜分别就激光脉冲时间宽度变化对被烧蚀金属钛的表面形貌与烧蚀深度、化学成分、微结构状态的影响规律进行了分析。研究发现:随着激光脉冲时间宽度从飞秒增加到皮秒量级,被烧蚀金属钛的表面形貌质量逐渐变差,最终烧蚀产物的化学成分愈加复杂,微结构状态的无定形化程度也随之增加。最终认为伴随激光脉冲时间宽度增加,金属钛中热累积效应的增强而造成被烧蚀材料内部更为严重的热与机械损伤是导致上述实验现象产生的主要原因。
[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.
【作者单位】： 天津大学机械工程学院;天津大学机制设计理论与装备设计教育部重点实验室;
【基金】：国家自然科学基金(51175372,51275337)
【分类号】：TG146.23;TN249

【参考文献】

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【共引文献】

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本文编号：2288282