金屬表面皮秒激光紋理刻蝕工藝及潤(rùn)濕性能研究.pdf

1、在世界各國(guó)競(jìng)相爭(zhēng)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(xué)工程、航空航天、生物醫(yī)學(xué)及國(guó)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(diǎn)。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(duì)金屬表面皮秒激光+振鏡掃描的紋理刻蝕技術(shù)主要進(jìn)行了以下幾個(gè)方面研

2、究：
　　（1）研究了皮秒激光加工金屬作用機(jī)理以及材料表面潤(rùn)濕過(guò)程，分析了金屬對(duì)不同波長(zhǎng)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(rùn)濕過(guò)程的研究模型。
　?。?）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(xì)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(duì)刻蝕線(xiàn)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)。
　?。?）通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究了金屬表面的潤(rùn)濕性

3、與織構(gòu)紋理的疏密、粗糙度（Ra）的關(guān)系。進(jìn)行正交實(shí)驗(yàn)，得到不同疏密紋理制備過(guò)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。
　?。?）通過(guò)實(shí)驗(yàn)制備了不同仿生性能的超疏水金屬表面，包括類(lèi)“荷葉”表面、類(lèi)“玫瑰花瓣”表面、類(lèi)“藍(lán)閃蝶翅”表面三種。
　?。?）為滿(mǎn)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(wèn)題。基于工藝規(guī)律制備出尺寸可控