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

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。