[發明專利]基于超快超高壓光力學效應的納米涂層制備方法和裝置

無效

• 申請號: 201010107726.7
• 申請日: 2010-02-09
• 公開（公告）號: CN101787528A
• 公開（公告）日: 2010-07-28
• 發明（設計）人: 崔承云;張永康;崔熙貴;張朝陽;魯金忠;錢曉明;管海兵
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: C23C24/10
• 分類號: C23C24/10
• 代理公司: 南京知識律師事務所 32207
• 代理人: 汪旭東

1.基于超快超高壓光力學效應的納米涂層制備裝置，采用光束優化的光水同軸同步激光加工 裝置，將預涂在金屬基體表面的納米金屬顆粒粉、納米非金屬顆粒粉或其復合的納米顆粒 粉通過激光力效應嵌入到金屬基體表層或冷焊到其表面，在金屬基體表面形成一層致密的 納米顆粒增強層或包覆層，同時金屬基體也受到激光沖擊強化的作用；其具體步驟如下：

1)選取用于表面處理的納米顆粒粉；

2)選取待處理的金屬基體，并對金屬基體進行前處理，包括打磨，拋光，然后用酒精在 超聲波中清洗干凈；

3)將步驟1)選取的納米顆粒粉配制成酒精懸濁液涂在步驟2)處理好的金屬基體上，靜置 晾干；

4)用黑漆將步驟3)準備好的涂有納米顆粒粉的金屬基體表面整個包裹起來，同時黑漆作 為吸收層；

5)利用激光光束優化系統進行激光束的優化選擇，使得輸出激光束在空間上均勻分布， 經過45°全反鏡導光，然后通過激光聚焦系統將激光束聚焦；

6)將步驟4)處理后的用黑漆包裹的表面涂有納米顆粒粉的金屬基體固定在工作臺上，選 擇合適的激光沖擊參數和工作臺移動速度，用納秒激光器進行激光沖擊處理，利用激 光沖擊波力效應在金屬基體表面制備納米涂層；

其特征在于，該裝置包括三維六軸工作臺(1)、水槽(2)、夾具(4)、熱電偶(5)、同軸同 步送水器(10)、激光聚焦系統(12)、45°全反鏡(13)、激光光束優化系統和納秒激光器(21)， 其中在計算機控制的三維六軸工作臺(1)上放置一個側面底端帶有出水管(3)的水槽(2)，水 槽(2)底部自帶夾具(4)固定用黑漆(8)包裹的表面涂有納米顆粒(7)的金屬基體(6)，在金屬基 體(6)正上方設有激光沖擊約束層(9)、激光聚焦系統(12)和45°全反鏡(13)，在45°全反鏡(13) 的一側是激光光束優化系統以及納秒激光器(21)；在納米顆粒(7)與金屬基體(6)界面處設置 一熱電偶(5)；所述的激光沖擊約束層為流水，同軸同步送水器(10)同軸同步送水，四個送 水口在激光頭圓周方向均勻分布，且緊隨激光沖擊區域的水約束層厚度均勻，為1mm-2 mm；所述的激光光束優化系統包括由凸透鏡B(17)和凸透鏡C(18)組成的濾波器(19)和由 一個凹透鏡(15)與凸透鏡A(14)組成的準直擴束鏡(16)。