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单飞秒激光脉冲与云母的相互作用
摘要： 超快飞秒激光脉冲与介电材料的相互作用表明，相较于金属和半导体，介电材料在进行激光改性（如激光烧蚀）时需要显著更高的激光能量密度阈值。当波长处于线性吸收可忽略的范围内时，飞秒激光脉冲与介电材料的相互作用通常较弱，因此通常需要多次脉冲辐照才能观察到可量化的效应。本研究中采用的介电材料是天然层状晶体矿物白云母（化学式KAl?(Si?Al)O??(OH)?）。研究发现，单个约150飞秒、波长约800纳米、光斑直径约6微米的激光脉冲，能根据单脉冲能量密度的不同，系统性地引发一系列激光改性形貌（包括体相去除）。在给定能量密度下，飞秒激光脉冲与材料的相互作用强度超过了标准介电材料的预期水平。通过光学表面轮廓仪和场发射扫描电子显微镜对形貌进行表征，对比两种技术的结果表明：尽管光学表面轮廓仪在横向分辨率上不如场发射扫描电子显微镜，但仍适用于材料改性的表征。研究提出天然白云母的层间矿物含水量是其表现出与标准介电材料不同行为的主要原因。
关键词： 特性分析与技术手段，白云母，飞秒矿物加工，光学表面形貌测量，激光表面图案化
更新于2025-09-23 15:19:57
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预刻激光表面图案化技术提升CFRP与镀锌钢激光熔接结合强度
摘要： 在本研究中，我们通过引入预刻激光表面图案，展示了碳纤维增强聚醚醚酮（CFR-PEEK）与镀锌钢之间改进的熔合粘接强度结果。我们提供了优化的激光焊接参数（包括激光功率、焦点位置、间距、扫描次数和夹紧压力）以及制备矩形激光图案的参数。研究发现，在优化参数条件下，当存在预刻激光图案时，焊接样品的拉伸剪切强度提高了高达100%。我们展示了拉伸剪切测试后断裂熔合焊接接头样品的详细扫描电镜图像以供分析。研究发现，在形成的凹槽内聚合物基体与镀锌钢之间的紧密粘接是拉伸剪切强度增加的主要原因。我们还对各种连接方法的拉伸剪切载荷进行了比较和讨论。
关键词： 镀锌钢、激光熔焊、异种材料连接、激光表面图案化、碳纤维增强塑料与金属接头
更新于2025-09-12 10:27:22
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激光冲击表面微造型过程中多纹理微图案阵列的均匀性及其对铝合金表面性能的影响
摘要： 本研究通过单次激光束照射，采用激光冲击表面图案化工艺在金属表面高效制备了数百个微结构图案。成功将矩形、六边形、圆形及网状等多种尺寸的微图案阵列转移至工件表面，实现了多纹理表面结构。为提高微图案阵列的均匀性，增加烧蚀层厚度最为有效——当烧蚀层较厚时，由于自变形程度降低使其处于相对刚性状态，更多均匀压力得以传递至材料。该工艺通过强冲击载荷与塑性变形作用于材料表面，主要使受冲击区域附近的硬度值显著提升。微图案阵列均匀性越好，硬度值偏差越小，因此确保微图案均匀性对实现表面性能均一化至关重要。研究还观测到不同工艺条件下接触角的变化：表面图案化后，气阱区滞留空气量增加会导致接触角升高；而激光强度增大时，几何表面变化更剧烈且表面结构改变，使得空气与水滴接触减少，接触角随之降低。
关键词： 激光表面图案化、多纹理表面、冲击载荷、均匀性、润湿性、硬度
更新于2025-09-11 14:15:04