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超快激光辐照诱导金属钛的变化
  • ISSN号:1007-2276
  • 期刊名称:《红外与激光工程》
  • 时间:0
  • 分类:TN249[电子电信—物理电子学] TN305.2[电子电信—物理电子学]
  • 作者机构:[1]天津大学机械工程学院,天津300072, [2]天津大学机制设计理论与装备设计教育部重点实验室,天津300072
  • 相关基金:国家自然科学基金(51175372,51275337)
中文摘要:

为实现对超快激光诱导金属钛改变趋势的定性控制及材料改变范围的定量控制,开展了飞秒和皮秒脉冲激光分别与金属钛烧蚀的对比实验研究。随后使用激光扫描共聚焦显微镜、X射线光电子能谱和透射电子显微镜分别就激光脉冲时间宽度变化对被烧蚀金属钛的表面形貌与烧蚀深度、化学成分、微结构状态的影响规律进行了分析。研究发现:随着激光脉冲时间宽度从飞秒增加到皮秒量级,被烧蚀金属钛的表面形貌质量逐渐变差,最终烧蚀产物的化学成分愈加复杂,微结构状态的无定形化程度也随之增加。最终认为伴随激光脉冲时间宽度增加,金属钛中热累积效应的增强而造成被烧蚀材料内部更为严重的热与机械损伤是导致上述实验现象产生的主要原因。

英文摘要:

In order to realize the qualitative control of the ultrafast laser-induced changes trend and the quantitative control of the ultrafast laser-induced changes range in titanium, respectively, comparative ablation experiments by femtosecond, and picosecond-pulsed laser with different pulse durations were carried out on titanium. Then the influence of laser pulse duration varying on final surface morphology,ablation depth, chemical composition and microstructural state of the ablated titanium were analyzed by laser scanning confocal microscopy, X-ray photoelectron spectroscopy and transmission electron microscopy, respectively. It is found that, as the laser pulse duration increases from femtosecond to picosecond scale, surface morphology quality of ablated titanium gets worse, chemical composition of final ablation products is more complex and also the microstructural state has a higher degree of amorphization. Finally, it is deduced that the occurrence of all above experimental results can be attributed to the more serious thermal and mechanical damages in material resulted from the enhanced heat accumulation effect in titanium with the pulse duration increasing.

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期刊信息
  • 《红外与激光工程》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国航天科工集团
  • 主办单位:天津津航技术物理研究所
  • 主编:张锋
  • 地址:天津市空港经济区中环西路58号
  • 邮编:300308
  • 邮箱:irla@csoe.org.cn
  • 电话:022-58168883 /4/5
  • 国际标准刊号:ISSN:1007-2276
  • 国内统一刊号:ISSN:12-1261/TN
  • 邮发代号:6-133
  • 获奖情况:
  • 1996年获航天系统第五次科技期刊评比三等奖,1998年获航天系统第六次科技期刊评比二等奖,1997-2001年在天津市科技期刊评估中被评为一级期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:17466