低压水射流辅助激光刻蚀Al2O3陶瓷的试验研究

研究了低压水射流辅助激光加工的方法,利用该复合加工方法对Al2O3陶瓷材料进行刻蚀加工。通过对比分析,系统研究了脉冲能量、脉冲宽度、重复频率等激光参数对Al2O3陶瓷常规激光刻蚀与低压射流辅助激光刻蚀后的表面微观形貌的影响。研究结果表明:这种利用了射流束的冲蚀作用的复合加工方法能够减少再铸层和微裂纹的产生,减少试样表面熔渣的堆积,复合加工的试样质量稳定性有很大的提高。     

自由振荡激光脉冲能量的时序分析

自由振荡状态的脉冲激光能量时序特性与激光强化材料表面的强度、质量及稳定性有直接关系。本文通过探测JG-2型固体激光器脉冲能量的时序分布结构,系统研究了激光脉冲能量的时序特性与材料相互作用规律及其激光强化材料时对表面性能的影响机理,用以提高现有激光器加工和强化质量水平。结果表明使普通钢材表面显微硬度提高5～7倍。     

用短脉冲和超短脉冲对物质进行激光烧蚀

目前这是激光技术的一个新领域。激光烧蚀加工各种材料(金属、半导体、聚合物)的表面,用飞秒脉冲在这些表面形成微结构的质量,要比用长脉冲加工高得多。在这次研讨会上,有关用短脉冲(纳秒范围)和超短脉冲(皮秒和飞秒范围)来进行激光烧蚀的报告大体上可分下面几个： * 用钕激光脉冲和准分子激光脉冲烧蚀金属和其他材料(石墨、蓝宝石)时机理的实验和数值研究;     

深紫外激光对GaN薄膜的激光抛光研究

为了研究157nm深紫外激光的激光抛光加工特性,采用小光斑对GaN半导体薄膜进行了微平面扫描刻蚀.通过探讨激光工艺参量与激光抛光质量的影响关系,得到了最佳的工艺参量范围.结果表明,随着激光抛光扫描速率的增加,材料加工表面粗糙度值Ra逐渐减小,其中扫描速率在0.014mm/s～0.015mm/s处,激光抛光质量最高;而激光抛光扫描间距的减小,或者脉冲频率的增加,都将导致被加工表面粗糙度增大;当脉冲频率取8Hz时,抛光效果较好,表面粗糙度值Ra≈20nm.     

激光加工电子陶瓷基板孔的形貌特征及其工艺调控综述

电子器件的高质量和高密度互联对激光加工硬脆电子陶瓷基板表面孔的质量提出了更高的要求。综述了长脉冲毫秒激光、短脉冲纳秒激光和超快激光加工的电子陶瓷基板孔的形貌特征,主要包括孔的表面形貌特征(如孔口圆度、孔表面喷溅物、孔表面微裂纹和孔表面热影响区等)及孔的侧壁形貌特征(如孔的锥度、孔侧壁重铸层和孔侧壁表面微裂纹等)。     

脉冲激光辅助切削氧化铝陶瓷工艺参数选取的研究

激光辅助加热切削是解决陶瓷类硬脆材料难加工问题的有效方法。为研究工艺参数的选取对脉冲激光辅助切削陶瓷加工效果的影响,建立了脉冲激光加热辅助切削Al2O3陶瓷传热模型,求解不同参数组合下工件温度场分布。根据Al2O3陶瓷温度在1000K以上时的软化层尺寸选取理论上合适的切削用量;采用激光参数和切削用量开展切削试验,统计试验切除率,检测加工表面粗糙度和表面形貌,探讨试验切除率与加工表面粗糙度之间的关系,结果发现采用温度场模拟获取的工艺参数能够获得较高的加工质量和切除效率。研究表明通过模拟温度场分布从而选取切削工艺参数,能有效保证脉冲激光辅助加热切削陶瓷类硬质脆性材料的工艺要求。     

不同延时的组合脉冲激光致硅表面损伤研究

为了研究组合脉冲激光与单晶硅材料的相互作用过程,采用两束脉宽分别为7ns和1ms的脉冲激光复合作用的方式,进行了单束毫秒脉冲激光和组合脉冲激光辐照硅片的实验研究,并结合数值计算对比了两种激光工作模式辐照造成的表面损伤形貌;根据组合脉冲激光延迟时间的不同将损伤形貌分为3类,对熔融深度和表面损伤半径做了进一步的研究。结果表明,组合脉冲激光的损伤效应更为严重,包括解理裂纹、烧蚀和皱褶,表面损伤半径主要取决于入射毫秒脉冲激光的能量密度,而熔融深度随延迟时间的增加而减小;毫秒脉冲激光的预加热以及纳秒脉冲激光造成的表面损伤与后续毫秒脉冲激光的相互作用,使得组合脉冲激光具有更好的损伤效果。该研究结果可为今后组合脉冲激光加工半导体材料提供参考。     

准分子激光精密加工功能陶瓷及有机玻璃等各种硬脆材料的加工工艺理论研究

采用准分子激光器,对陶瓷及有机玻璃等硬脆材料的切割工艺进行了系统的研究.较为全面地探讨了各种工艺参数对切割外形和切割质量的影响规律.结果表明:切割剥离量随着激光功率密度、频率以及脉宽的增加而增大;提高重复率,不仅有利于提高加工质量,而且可以加大切割速度.在此基础上,推导出了重叠度和极限速度的计算公式,利用此公式可以估算出脉冲激光切割的极限速度.同时系统研究了激光工艺参数对切割表面粗糙度,表面残留物和飞溅的影响规律.结果表明:提高重复率、功率密度、脉冲宽度以及降低扫描速度,均可以改善切割质量.导出了描述脉冲激光切割加工时的切割表面粗糙度的经验公式,提出了控制切割质量的方法.并且对激光加工CADⅢAM应用软件进行了开发研究,给出了加工复杂图形(球面,椭球面,抛物面等)元件的算法.(OE34)     

纳秒脉冲激光加工高反射率铝膜

为了研究基于近红外纳秒脉冲激光的高反射率金属薄膜的加工可行性以及加工效果, 采用纳秒脉冲激光对高反射率铝膜进行激光加工, 分别测量了在不同激光光斑尺寸和不同激光能量的条件下, 铝膜表面所发生的烧蚀形态变化。结果表明, 即使铝膜表面反射率高达96%, 依然能对铝膜进行激光加工; 使用较高功率激光对铝膜表面进行离焦加工(能量密度约小于1000J/mm2)的烧蚀图样比使用较低功率激光对铝膜表面进行对焦加工(能量密度约大于2000J/mm2)的烧蚀图样更加规则。相关实验结果对激光加工高反射率材料时激光参量的选择可起到一定的指导作用。     

ICALEO年会谈论的激光加工时髦话题

超短激光脉冲(Sps以下)材料加工处理是ICALEO’98年会200多篇论文的一个主题。在由美国激光研究所主办的会议上,所讨论的其它研究主题包括激光表面装饰与快速做加工成型二极管激光加工、表面处理、焊接和医用器件制造等。劳伦斯·利夫莫尔国家实验室激光科学与技术项目的副主席主管Michael Perry发表了重要演说。Perry和他的同事首先采用超短脉冲激光器用于材料加工并研制出第一台工业化飞秒激光加工机。因此,该加     

激光切割中入射角对切割质量的影响

研究了激光入射角对薄板切割质量的影响 ,结果表明 ,在一定条件下 ,激光束不垂直工件表面时 ,仍可以获得切缝细、挂渣少的切割效果。同时切割头的运动方向在激光束不垂直于被加工表面时 ,对切割质量也有显著影响。给出了在三维激光切割时 ,由于干涉等原因无法保证激光束垂直入射时 ,为得到好的切割质量应采取的措施     

LD多向抽运固体激光器的实验研究

分析了激光晶体中三向侧面抽运光的强度分布；在三向侧面抽运结构下，增加了光纤束耦合LD端面抽运，尝试用侧面抽运提高激光输出的功率，用端面抽运来改善输出激光的光束质量，并对此进行了实验研究。结果表明，加上端面抽运后，对侧面抽运下激光输出的光束质量有明显的改善作用，并存在一个最佳匹配抽运功率。     

Nd:YAG高速激光深雕刻机的研究

介绍了自主研制的一种工业用深宽雕刻的全自动高速激光深雕刻机.此机主要由双棒串接Nd:YAG激光器、三轴联动转台、光学导光运动系统构成,可以实现在具有自由曲面的材料上进行既深又宽的雕刻.输出功率250W;光束质量M2值为30;聚焦光斑0.2mm.目前在低碳钢材料上雕刻速度30mm/s时,雕刻出的字符深度和宽度均能达到1mm.     

A novel polishing technology for epoxy resin based on 355 nm UV laser

The electromagnetic shielding film has drawn much attention due to its wide applications in the integrated circuit package, which demands a high surface quality of epoxy resin. However, gaseous Cu will splash and adhere to epoxy resin surface when the Cu layer in PCB receives enough energy in the process of laser cutting, which has a negative effect on the quality of the shielding film. Laser polishing technology can solve this problem and it can effectively improve the quality of epoxy resin surface. The paper studies the mechanism of Cu powder spraying on the compound surface by 355 nm ultraviolet (UV) laser, including the parameters of laser polishing process and the remains of Cu content on compound surface. The results show that minimal Cu content can be realized with a scanning speed of 700 mm/s, a laser frequency of 50 kHz and the distance between laser focus and product top surface of -1.3 mm. This result is important to obtain an epoxy resin surface with high quality.     

激光表面硬化预涂层用89-1涂料的研究

研究了一种CO2激光表面硬化预涂层用的涂料,并将之用于凸轮轴等金属材料的激光表面硬化处理,检测了硬化层的热穿透深度、硬度、表面粗糙度等。实验表明,这种涂料具有吸收效率高、导热速度快、热化学稳定性好、表面涂层无烧蚀、无溅射、易去除以及其价格低廉、无毒、无害、无污染等优点,完全满足激光表面硬化要求。     

激光参量对碳钢表面清洗质量的影响

为了研究激光工艺参量对碳钢表面锈蚀污染层清洗质量的影响规律,采用Nd∶ YAG准连续激光器对Q235钢板试样进行了激光除锈清洗试验,并观测了试样表面清洗质量。分析了激光清洗污染物烧蚀的工作机理,并试验研究了激光能量密度、扫描速率、扫描宽度、离焦量和重复频率等工艺参量对清洗质量的影响,在此基础上进行了正交试验;通过对激光清洗前后试件进行表面粗糙度、形貌和能谱分析,获得了Q235钢最佳激光工艺参量分别为扫描速率900mm/min、离焦量1mm、能量密度7.6J/cm2、扫描宽度30mm。结果表明,激光除锈后表面粗糙度和3维形貌得到改善,激光清洗样品的粗糙度值接近无锈样品,激光清洗样品的形貌与无锈样品基本相同;激光清洗后材料表面的锈蚀层基本去除,表面存在重焰的微结构。激光清洗能满足对碳钢表面锈蚀污染层的清洗质量要求。     

激光清洗技术在弹药修理中的应用探索试验研究

针对弹药修理面临的除锈除漆技术需求,应用20 W光纤激光器对不同材质、不同表面状况的样品试件,开展了弹药除锈除漆试验,从表面处理质量、作业环境友好性、表面温度变化和作业效率等方面,分析了激光除锈除漆效果。结果表明:激光清洗技术应用于弹药除锈除漆维修保障原理可行,但需处理好激光特征参数与表面处理质量、作业效率的关系。     

激光化学复合抛光工艺参量对304不锈钢性能的影响

为了提高304不锈钢表面抛光质量，采用激光化学复合抛光的方法分别在纯净水和抛光液中对304不锈钢进行抛光实验研究，并对1064nm激光的加工功率和扫描次数对加工区域表面形貌和表面质量的影响进行了分析。气泡对抛光液在不锈钢表面形成的钝化膜产生破坏作用，造成抛光效果不均匀，表面粗糙度增大。结果表明，在抛光液中的激光抛光在抑制表面氧化发黑的同时，能够显著改善表面形貌，表面粗糙度由0.845μm下降到0.181μm；激光化学复合抛光304不锈钢表面质量与抛光功率和扫描次数有密切关系；当抛光功率过高或者扫描次数过大时，304不锈钢表面会产生大量气泡。采用激光化学复合抛光，可以提高不锈钢抛光质量、减少环境污染，该方法具有极大的应用前景。     

基于热裂法的液晶玻璃基板激光切割技术研究

为了实现液晶玻璃基板的可控断裂切割,提出了一种液晶玻璃基板激光切割的新方法.采用Nd:YAG激光在液晶玻璃基板上预置初始裂纹,用CO2激光作为热源对其进行加热,并用Ar气进行冷却.分析了激光光斑尺寸和液晶玻璃基板厚度对切割的影响,并与传统机械切割进行了对比.用扫描电子显微镜检测了激光切割后切割表面及断面形貌.结果表明,...