研究目的
研究激光冲击表面图案化工艺在金属表面实现微图案阵列的有效性及其对表面性能的影响。
研究成果
激光冲击表面图案化工艺在金属表面有效实现了微图案阵列，改善了硬度、润湿性等表面性能。增加烧蚀层厚度可提升图案均匀性。该工艺还提高了表面硬度，且均匀性越好，硬度值的偏差越小。实验观察到接触角变化，其增大归因于表面不规则性和空气滞留效应。
研究不足
该研究聚焦于Al 1050材料及特定微图案形状，未探究不同激光参数及其他非铝材料的影响。
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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
DOI：10.1016/j.surfcoat.2019.125149
期刊：Surface and Coatings Technology
出版年份：2019
更新时间：2025-09-11 14:15:04
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。
作者：
Se Joo Koo，Hong Seok Kim
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