近日,云鼎4118网站张寰臻副教授与合作者在国际知名期刊《Optics & Laser Technology》上发表研究成果“Huanzhen Zhang*, Zikang Guo, Chao Li, Du Zhang, Wangyi Zhang, Gaofu Men*. Nanosecond laser processing and surface quality of SiC particle-reinforced AA2024 composites, homogeneous AA2024 aluminum alloy, and SiC: A comparative experimental study. Optics & Laser Technology, 2024, 169:110043”。张寰臻(研究生导师)为该成果第一作者,张寰臻、门高夫为该成果共同通讯作者,郭子康、李超、张都、张王艺为云鼎4118网站在读研究生,《Optics & Laser Technology》为SCI二区TOP期刊,影响因子:4.6。
铝基碳化硅陶瓷颗粒增强复合材料(SiCp/Al)作为一种最有应用前景的航空关键材料,产业化进程受到后续加工技术制约,主要表现为加工工具严重磨损、加工成本高、加工效率低、加工表面粗糙和加工形状受限。脉冲激光作为一种先进的特种加工手段,加工柔性及对材料的适应性较强,相对于连续激光,由于缩短了激光与材料作用时间,减小了热影响,可提高加工精度,在微纳加工领域具有良好的应用前景,对金属、陶瓷、半导体等材料的加工也日趋成熟。但是,脉冲激光加工复合材料相对于加工均质材料表现出复杂的过程。该成果对比了纳秒脉冲激光加工SiCp/AA2024复合材料、均质AA2024及SiC材料的表面质量,采用扫描电镜(SEM,Hitachi S-3400N)观察了表面形貌演变、能谱仪(EDS, Bruker QUANTAX)分析了表面化学元素分布、白光干涉仪(WYKO NT1100)获得了加工深度、表面粗糙度随脉冲能量密度及加工遍数的变化,结果发现:复合材料界面效应使得AA2024基体刻蚀阈值相对均质AA2024降低,SiC增强相刻蚀阈值相对均质SiC升高;碳化硅颗粒在复合材料中的分散分布提高了复合材料相对于均质材料的可加工性能,降低了复合材料加工表面的氧化与重凝。