纳秒激光对单晶金刚石低指数晶面烧蚀特性的影响
编号:1229 稿件编号:570 访问权限:仅限参会人 更新:2023-04-11 18:01:42 浏览:468次 口头报告

报告开始:2023年04月23日 11:45 (Asia/Shanghai)

报告时间:15min

所在会议:[Y2] 第十四届全国青年表面工程论坛二 [M1] 上午场

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摘要
单晶金刚石因其极高的热导率、低的热膨胀系数、高度的化学惰性及优异的光学性能,被广泛应用在机械、光学和材料学等领域。然而,由于其高硬度和化学惰性,金刚石的加工和表面修整一直是一个具有挑战性的问题。激光加工技术作为一种非接触式加工方法,在金刚石加工中受到越来越多的关注。因此,本文旨在探究纳秒激光对单晶金刚石低指数面的烧蚀特性,实验采用不同激光功率和扫描速率分别在金刚石{100}、{110}、{111}晶面加工一系列的微槽。主要研究结果如下:
(1)随着激光功率的增加,各晶面微槽的宽度和深度增加,{100}晶面的微槽最宽,{110}晶面的微最窄;{111}晶面的微槽最深,而{100}晶面的最浅。{100}晶面更适合于在平行于晶面方向的材料去除,而{111}晶面更适合于垂直于晶面方向的材料去除;
(2)随着激光扫描速率的增加,各晶面微槽的宽度和深度减少。沿激光加工方向出现有规律的脊形鼓包,这是由于金刚石在激光加工过程中的热膨胀效应导致的,且{111}晶面的热膨胀效应最为明显;
(3){100}晶面是金刚石中最密排的晶面,其原子密度最大,热膨胀系数最小,抗热应力能力最强。{100}晶面加工质量相对较好,微槽表面光洁度高,无明显熔化和裂纹现象。{111}晶面的原子密度最小,热膨胀系数最大,抗热应力能力最弱。{111}晶面容易出现大面积的烧蚀和熔化现象,同时也容易出现较深的微槽和裂纹。金刚石激光加工过程中,材料去除主要通过开裂、氧化和石墨化作用。{100}晶面材料去除率最高,{110}晶面次之,{111}晶面最低。
关键字
金刚石加工,纳秒激光,低指数晶面,烧蚀特性
报告人
雷竣程
中国地质大学(北京);中国地质大学(北京)郑州研究院

稿件作者
雷竣程 中国地质大学(北京);中国地质大学(北京)郑州研究院
佘丁顺 中国地质大学(北京);中国地质大学(北京)郑州研究院
付志强 中国地质大学(北京)
岳文 中国地质大学(北京);中国地质大学(北京)郑州研究院
康嘉杰 中国地质大学(北京);中国地质大学(北京)郑州研究院
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