| 超快脉冲激光对钛合金的烧蚀特性与作用机理 |
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| 引用本文： | 郑卜祥,姜歌东,王文君,梅雪松.超快脉冲激光对钛合金的烧蚀特性与作用机理[J].西安交通大学学报,2014(12):21-28. |
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| 作者姓名： | 郑卜祥 姜歌东 王文君 梅雪松 |
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| 作者单位： | 西安交通大学机械工程学院;西安交通大学机械制造系统工程国家重点实验室 |
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| 基金项目： | 国家自然科学基金重大研究计划资助项目(91123024);教育部长江学者和创新团队发展计划资助项目(IRT1172);中央高校基本科研业务费专项资金资助项目(xjj2012113) |
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| 摘 要： | 为探究超快脉冲激光对难加工材料的烧蚀特性与损伤机制,利用皮秒脉冲激光研究钛合金的烧蚀阈值、烧蚀形貌和作用机理。依据烧蚀面积和激光能量密度的线性关系,确定了钛合金的烧蚀阈值,通过显微镜观察分析了不同激光参数下钛合金的表面烧蚀形貌,采用雪崩电离与多光子电离详细解释了超快脉冲激光对钛合金的作用机理,并从烧蚀形貌和阈值角度划分了烧蚀区域。结果表明:钛合金的烧蚀阈值约为0.109J/cm2;在1 064nm波长下的烧蚀质量要优于532nm波长下的质量,而低重复频率能获得高质量的微结构,烧蚀中央区域材料去除更为均匀,且烧蚀弹坑形状规则,表面平滑;随着脉冲数和能量的增加,光子能量累积增多,烧蚀尺度和形貌特征愈加明显,烧蚀边界愈加清晰,说明脉冲数和光子能量累积是表面微结构诱导的关键要素之一;烧蚀区域可划分为改性区、过渡区、再沉积区和烧蚀区,在烧蚀区以多光子电离为主,在改性区、过渡区和再沉积区以雪崩电离为主。该结果可为超快脉冲激光微结构精密加工提供参考。
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| 关 键 词： | 超快脉冲激光 钛合金 烧蚀特性 作用机理 |
Ablation Characteristics and Interaction Mechanism of Ultra-Fast Pulse Laser-Induced Damage in Titanium Alloy |
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