吸收层对铜箔飞秒激光冲击强化的影响

摘要

目的通过对不同吸收层下飞秒激光冲击后Cu箔的显微组织和力学性能变化分析,选出强化效果更好的吸收层。方法利用飞秒激光对覆有百纳米厚度吸收层的铜箔(Cu-nm)和覆有百微米厚度吸收层的铜箔(Cu-μm)进行冲击强化,通过扫描电镜、电子背散射衍射仪、X射线衍射仪、显微硬度计对两个样品进行显微组织和力学性能的观测分析。结果飞秒激光冲击后,Cu-nm主要产生形变孪晶,孪晶比例提高了60.9%,大角度晶界比例提高了12.8%,显微硬度提高了10.8%;Cu-μm主要发生位错变化,位错密度增加16%,小角度晶界比例提高9.8%,显微硬度提高2.2%。除此之外,经飞秒激光冲击后,Cu-nm产生了更大的残余压应力,不仅中和了母材的残余拉应力,还表现为残余压应力;而Cu-μm经飞秒激光冲击后,产生的残余压应力无法完全中和母材的残余拉应力,仍显示为残余拉应力。结论对比研究得出,飞秒激光冲击Cu-nm后,实现了微观组织孪晶化,改变了残余应力状态,提高了铜箔表面的硬度。