准分子激光在一些金属表面的改性研究

摘要

随着传统行业的技术革新和新兴产业的兴起，各行业倾向于绿色可持续发展，对材料性能提出了更高的要求并逐渐重视金属材料的失效问题。通过激光表面改性处理，改善材料表面耐磨、耐腐蚀等性能，提高材料使用寿命，具有极大的经济效益。
　　本论文选用KrF准分子激光器（波长为248nm，脉宽20ns）对民用不锈钢材料AISI304和航空用高温合金材料GH4169在大气环境下进行表面处理。研究通过改变激光功率密度、激光频率、脉冲次数等实验参数对金属材料表面进行改性。通过金相显微镜、显微硬度测试仪、X射线光电子能谱分析（XPS）进行形貌和性能表征，进而分析材料性能改性机理。
　　研究结果表明：
　　1.在准分子激光对不锈钢表面的改性实验中：在不同的脉冲数目下，不锈钢表面产生了周期性的褶皱结构和密集颗粒形貌，无明显裂痕和气泡等；XPS结果显示，激光处理后在不锈钢表面形成的氧化物主要是铁氧化物和铬氧化物，有效增强了抗腐蚀性；C元素浓度大幅减少，激光表面清洁作用显著；处理区域的硬度由187HV0.3减小至175HV0.3，出现软化效果。
　　2.在准分子激光对高温合金表面的改性实验中：脉冲数为5，工作电压22KV、激光频率10Hz条件下，GH4169表面粗糙度显著降低，准分子激光实现了很好的微抛光效果。我们将其解释为激光作用是热软化和光压平滑的综合作用。
　　本研究对准分子激光对金属材料的改性处理进行了研究，并对相互作用机理给出了解释，优化了处理工艺参数，为准分子激光器的应用研究提供了理论依据。

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注释表

缩略词

第一章 绪论

1.1 课题的研究背景和意义

1.2 激光表面改性技术概况

1.3 激光表面改性技术应用及国内外发展现状

1.4 论文的研究目的和主要内容

第二章 试验方法

2.1试验材料

2.2试验设备

2.3表面处理实验

2.4 样品分析

第三章 准分子激光对AISI304不锈钢的改性研究

3.1 引言

3.2 实验

3.3 结果与讨论

3.4 本章小结

第四章 准分子激光对GH4169的改性作用

4.1 引言

4.2 实验

4.3 结果及讨论

4.4 小结

第五章 总结和展望

5.1 总结

5.2 展望

参考文献

致谢

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