碳化硅陶瓷飛秒激光加工表面物化特性及去除過程研究

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摘要 硬脆材料超快激光加工可有效抑制加工損傷，是碳化硅陶瓷精密加工的重要手段。采用飛秒激光，在不同能量密度和脈沖數(shù)下對碳化硅陶瓷進(jìn)行加工，探究激光參數(shù)對其表面形貌特征、化學(xué)組分和微孔加工的影響，分析表面微觀結(jié)構(gòu)的演變規(guī)律和材料去除過程。結(jié)果表明：單脈沖加工碳化硅陶瓷表面形成沸騰區(qū)和熔化區(qū)，計(jì)算得到形成特征區(qū)的閾值能量分別為3.779、0.860 J/cm2；碳化硅陶瓷的去除過程是光熱作用和光化學(xué)作用先后作用的結(jié)果，在溫度較高的中心區(qū)域的作用機(jī)制是材料的蒸發(fā)作用，其他低溫區(qū)域則是材料的熱分解和氧化；微孔直徑和燒蝕深度隨著能量密度和脈沖數(shù)量的增大而增大。（剩余17501字）