金屬表面皮秒激光紋理刻蝕工藝及潤濕性能研究.pdf

1、在世界各國競相爭奪科技高地的背景下，擁有仿生多功能表面的零部件在前沿大科學工程、航空航天、生物醫(yī)學及國防等領(lǐng)域不斷取得突破性應(yīng)用。超快激光+振鏡掃描激光刻蝕技術(shù)，擁有脈沖寬度極短、脈沖峰值功率極高、可非接觸加工等特點。采用激光紋理織構(gòu)的方式處理材料表面，可以將仿生性能固定在材料上，是一種能兼顧高精度、高穩(wěn)定性、高效率的具有廣闊應(yīng)用前景的仿生表面制備技術(shù)。
　　本文針對金屬表面皮秒激光+振鏡掃描的紋理刻蝕技術(shù)主要進行了以下幾個方面研

2、究：
　　（1）研究了皮秒激光加工金屬作用機理以及材料表面潤濕過程，分析了金屬對不同波長光能的吸收情況，皮秒激光與金屬相互作用的雙溫度方程，以及材料表面潤濕過程的研究模型。
　　（2）研究了皮秒激光刻蝕2024鋁合金表面形貌的演變規(guī)律，詳細研究了離焦量、單脈沖能量、掃描次數(shù)、光斑搭接率等激光束參數(shù)和掃描特征參數(shù)對刻蝕線寬、深度、粗糙度的影響規(guī)律，為多功能仿生表面的織構(gòu)奠定基礎(chǔ)。
　　（3）通過實驗研究了金屬表面的潤濕性

3、與織構(gòu)紋理的疏密、粗糙度（Ra）的關(guān)系。進行正交實驗，得到不同疏密紋理制備過程中，激光單脈沖能量、掃描次數(shù)、光斑搭接率、激光頻率等參數(shù)影響不同形態(tài)紋理的粗糙度主次關(guān)系和因素顯著性。
　　（4）通過實驗制備了不同仿生性能的超疏水金屬表面，包括類“荷葉”表面、類“玫瑰花瓣”表面、類“藍閃蝶翅”表面三種。
　　（5）為滿足加工零部件的適配需求，研究了波浪形態(tài)紋理的峰-波幅度、材料厚度方向刻蝕量的控制問題?；诠に囈?guī)律制備出尺寸可控