納秒激光金屬表面微納結(jié)構(gòu)制備及光學(xué)特性研究.pdf

1、自然界中許多生物因其自身表面特殊的微-納米結(jié)構(gòu)從而表現(xiàn)出了神奇的現(xiàn)象和功能。受到這一啟示，科研人員們通過化學(xué)沉積法、模板法、表面刻蝕法、激光誘導(dǎo)制備法等多種方法在材料上制備出類似于這些生物體表面的微-納米結(jié)構(gòu)，使得材料表面的某一種或多種性能得以改變、改善或?qū)崿F(xiàn)，并應(yīng)用于日常生活、工業(yè)、醫(yī)療、生物催化、新能源、微光電器件等方面，從而造福人類。其中，利用激光與材料表面相互作用制備微-納米結(jié)構(gòu)的方法因具有可操作性強(qiáng)、效率高且對環(huán)境友好等特點，

2、很快便成為了表面工程領(lǐng)域的研究重點。
　　金屬材料具有耐熱性好、機(jī)械強(qiáng)度高、不易受到損傷等優(yōu)點，無論是在我們的日常生活中，還是在工業(yè)、醫(yī)療或軍事等領(lǐng)域中，占有率都非常大。通常情況下，為了使其表面更加美觀，或改善光學(xué)特性，或提高防氧化、抗腐蝕、耐磨等性能，需要對金屬表面進(jìn)行相應(yīng)的處理。
　　本文構(gòu)建了納秒激光微加工系統(tǒng)。首先，在T2紫銅表面大面積快速制備陷光微納結(jié)構(gòu)，以增強(qiáng)其光學(xué)吸收率。研究了不同的掃描間距、掃描速度、及不同填

3、充方向二次疊加掃描三種情況下樣品表面生成微納結(jié)構(gòu)的差異，以及對增強(qiáng)光學(xué)吸收率的影響；其次，對TC4鈦合金表面進(jìn)行了激光制備多種結(jié)構(gòu)色實驗研究，通過掃描的方式在其表面制備出了大面積的藍(lán)色、淺灰色、黑色、深金色和深灰色這5種結(jié)構(gòu)色。當(dāng)從不同角度、不同的光學(xué)環(huán)境下觀察樣品時，發(fā)現(xiàn)除了藍(lán)色樣品的顏色略有變化外，其它樣品基本保持著較為穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)色；同時，通過工藝參數(shù)控制、夾具改進(jìn)等方法，解決了內(nèi)錐面結(jié)構(gòu)的H85黃銅樣件的表面發(fā)黑工作，以起到消光、