研究目的
研究超短脉冲激光烧蚀诱导不锈钢不同微观结构的演变及其与激光参数的依赖关系。
研究成果
超短脉冲激光在不锈钢表面烧蚀会形成自组织微结构,其中锥状突起(CLP)优先在面心立方晶体的{110}晶面上生长。该研究确定了采用圆偏振光实现低表面粗糙度的加工窗口,并揭示了CLP结构优异的力学性能,表明其在摩擦学领域具有潜在应用价值。
研究不足
该研究承认,由于依赖于激光参数和材料特性,控制微观结构演变具有复杂性。某些结构(如锥状突起)形成的确切机制尚未完全明了。
1:实验设计与方法选择:
本研究采用超短脉冲激光烧蚀技术探究不锈钢微观结构的演变过程。实验方法包括改变能量密度、累积能量和激光扫描次数,以观察不同微观结构的形成情况。
2:样品选择与数据来源:
使用不同品质的奥氏体不锈钢样品,其化学成分允许在给定范围内变化。研究聚焦于原始状态的标准不锈钢板材。
3:实验设备与材料清单:
实验装置包含配置MOPA结构的Amphos 200激光器、Scanlab振镜扫描仪、远心f-theta物镜以及用于清除碎屑的抽吸单元。材料为奥氏体不锈钢样品。
4:实验流程与操作步骤:
采用2.5D策略进行凹坑烧蚀,共15层,每层旋转23°以减轻扫描线重叠。实验参数包括平均功率、能量密度、扫描速度和扫描线间距等变量。
5:5D策略进行凹坑烧蚀,共15层,每层旋转23°以减轻扫描线重叠。实验参数包括平均功率、能量密度、扫描速度和扫描线间距等变量。 数据分析方法:
5. 数据分析方法:通过光学变焦扫描和扫描电子显微镜(SEM)分析凹坑形貌。使用共聚焦显微镜测量烧蚀深度,并通过纳米压痕测试评估力学性能。
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