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激光烧蚀镁合金的溅射产额测量及其与表面、结构和力学性能变化的关联

DOI：10.1016/j.ijleo.2019.163866 期刊：Optik 出版年份：2019 更新时间：2025-09-11 14:15:04
摘要： 采用石英晶体微天平测量了激光烧蚀镁合金在不同能量密度（11.6-44.2 J/cm2）下的溅射产额，实验分别在氩气和氧气两种环境中进行。溅射产额随能量密度增加呈现先升后降趋势：氩气环境下从14.58×101?增至23.49×101? atoms/脉冲后降至19.78×101? atoms/脉冲；氧气环境下从4.5×101?增至22.60×101? atoms/脉冲后降至19.94×101? atoms/脉冲（最大能量密度时）。扫描电镜分析显示辐照镁表面形成锥体、空腔、液滴、波纹及岛状结构。表面轮廓仪检测表明激光辐照镁合金的坑深为188-209 μm，该深度值随能量密度增加先升后降。能谱仪(EDX)、X射线衍射(XRD)和紫外-可见光谱(UV-vis)证实氧气环境中激光处理靶材存在氧化现象。维氏显微硬度测试显示激光辐照镁合金硬度随能量密度增加而提升。激光辐照镁合金的表面形貌、坑深及硬度均与激光能量密度密切相关，并与溅射产额测量结果相互印证。
作者： Ruqyyah Mushtaq，Shazia Bashir，Khaliq Mehmood，Umm-i-Kalsoom，Nisar Ali，Mahreen Akram，Rida Ahmed，Waris Ghan，S.M. Abuzar Sarfraz
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

本研究的主要目标是提出激光能量密度与周围气体性质的合适组合，以实现激光辐照镁合金的最大溅射产额。

研究成果

研究表明，激光能量密度与周围气体性质会显著影响镁合金AZ91D的溅射产额、表面改性效果及力学性能。研究确定了实现最大溅射产额和最佳表面结构化的条件，这些发现对薄膜沉积、离子注入及材料加工等应用具有重要价值。

研究不足

本研究仅限于激光能量密度和周围气体环境对镁合金AZ91D的影响。研究结果可能无法直接适用于其他材料或不同的实验条件。

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