金屬絡(luò)合物激光三維物化改性技術(shù)研究.pdf

1、激光表面處理技術(shù)以往主要應(yīng)用于激光淬火和激光毛化等領(lǐng)域，它是利用了激光器功率密度高、快速加熱、快速冷卻的物理特點(diǎn)，但對(duì)于激光與物質(zhì)作用時(shí)引起的化學(xué)反應(yīng)，以及物理和化學(xué)反應(yīng)相互作用的研究則相對(duì)較少。
　　 經(jīng)過激光照射的某些金屬絡(luò)合物，可大幅度提高其表面參與電子轉(zhuǎn)移和輸送的能力，在改善材料的功能方面具有巨大的潛力。國(guó)外曾經(jīng)利用紫外激光器完成了金屬絡(luò)合物的物化改性研究，但對(duì)于其它波長(zhǎng)的物化改性原理或?qū)嶒?yàn)分析均未見文獻(xiàn)報(bào)導(dǎo)。
　

2、　 本課題對(duì)比可見(532nm)、近紅外(1064nm)及中紅外(10600nm)三種波長(zhǎng)激光，聚焦后照射銅鉻絡(luò)合物表面，改變其分子環(huán)境，通過光裂解反應(yīng)打破其化學(xué)鍵，分解出具有還原性的金屬成分，再經(jīng)過沖擊鍍銅、化學(xué)鍍鎳等方法，實(shí)現(xiàn)其表面不同區(qū)域內(nèi)金屬和非金屬的共存狀態(tài)。此研究領(lǐng)域無論是基礎(chǔ)研究還是實(shí)際應(yīng)用，都具有創(chuàng)新性和明顯的多學(xué)科交叉特性。
　　 根據(jù)雙原子分子非諧振子振動(dòng)模型分析，不同波長(zhǎng)的激光對(duì)金屬絡(luò)合物電子排布及分子結(jié)

3、構(gòu)會(huì)產(chǎn)生影響，進(jìn)而影響其物化改性效果。對(duì)比三種波長(zhǎng)的掃描樣品，通過X光電子能譜實(shí)驗(yàn)(XPS)和X射線能量色散實(shí)驗(yàn)(EDX)分析，獲得在納米深度及微米深度附近被還原的金屬元素含量差異。通過結(jié)合能譜及俄歇譜，得到反應(yīng)后的鉻離子及銅離子分別是+3價(jià)和+1價(jià)，仍然具備失電子的還原能力?；瘜W(xué)鍍銅、鍍鎳后的樣品，通過X射線熒光光譜實(shí)驗(yàn)(XRF)分析，三種波長(zhǎng)中1064nm樣品效果最為理想，通過環(huán)境掃描電子顯微鏡(ESEM)分析其表面增附效果也得到相

4、同結(jié)論。
　　 基于波長(zhǎng)對(duì)比試驗(yàn)及三維掃描系統(tǒng)的模擬分析，選擇以DPL Nd：YAG激光器作為三維物化改性系統(tǒng)的光源，配合聲光調(diào)制器、小孔光闌、動(dòng)態(tài)聚焦鏡、X、Y振鏡以及f-theta透鏡組成光學(xué)三維掃描系統(tǒng)，并使用三軸伺服機(jī)械旋轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)多面體的自動(dòng)無縫拼接。利用PCI總線與DSP輸出控制信號(hào)，編寫了具有掃描路徑優(yōu)化、曲面填充及多面體旋轉(zhuǎn)拼接等功能的三維自動(dòng)控制軟件。
　　 利用該系統(tǒng)分析了不同調(diào)制頻率對(duì)改性效果的影響，通