[发明专利]聚合物涂层在露天环境中的激光碳化

权利要求书

1.用于使基底上的聚合物涂层选择性碳化的系统，其包括：

激光器；

存储器，其存储与具有包含聚合物材料的涂层的基底的至少一个特征相关的数据；和

控制器，其可操作地连接到激光器，并被配置为基于所述数据而控制激光器以使得在露天环境中，所述激光和聚合物材料之间的相互作用使涂层的一部分碳化，但是不维持所述聚合物材料的燃烧。

2.根据权利要求1所述的系统，其中：

所述数据包括该基底的热特征；和

所述控制器被配置为通过基于该基底的热特征调谐所述激光器的至少一个参数而控制激光器。

3.根据权利要求2所述的系统，其中所述激光器的至少一个参数包括功率级、移动速度、脉冲宽度和波长中的至少一个。

4.根据权利要求2所述的系统，其中所述基底的热特征包括由该基底提供的热绝缘。

5.根据权利要求1所述的系统，其中所述数据包括涂层的厚度。

6.根据权利要求5所述的系统，其中所述控制器被配置为控制激光器，以使得所述涂层的一部分的厚度整体被碳化。

7.根据权利要求1所述的基底，其中所述激光器是光纤激光器。

8.根据权利要求1所述的系统，其中所述数据包括聚合物材料的材料组成。

9.根据权利要求8所述的系统，其中所述控制器被配置为控制激光器，以使得所述涂层的一部分碳化以具有约97重量％或更高的碳含量。

10.根据权利要求1所述的系统，其中所述控制器进一步被配置为在所述部分的碳化过程中调谐激光器的至少一个参数，以使得该部分的电子电阻在该部分内变化。

11.根据权利要求1所述的系统，其中所述激光器被配置为在三维表面和形状上运行。

12.根据权利要求1所述的系统，其进一步包括：

传感器，其被配置为在应用所述激光器的过程中感测激光和聚合物材料之间的相互作用的至少一个特征；

其中所述数据包括用于该相互作用的至少一个特征的预定阈值；和

其中，所述控制器进一步被配置为：

将所述相互作用的至少一个被感测的特征与预定阈值进行比较；和

基于所述比较而调谐激光器的至少一个参数，以使得该相互作用不维持聚合物材料在露天环境中的燃烧。

13.根据权利要求12所述的系统，其中如下中的至少一种适用：

所述相互作用的至少一个特征包括聚合物材料的温度，且预定阈值基于该聚合物材料的燃烧温度；

所述相互作用的至少一个特征包括通过该相互作用产生的光量，且预定阈值基于通过聚合物材料的燃烧产生的光量；和

所述相互作用的至少一个特征包括存在至少一种通过聚合物材料的燃烧而化学产生的物质，且预定阈值基于所述至少一种物质由于聚合物材料燃烧的产生。

14.使基底上的聚合物涂层选择性碳化的方法，其包括：

控制激光系统以使得激光和在基底上形成涂层的聚合物材料之间的相互作用使该涂层的一部分碳化，但不维持该聚合物材料在露天环境中的燃烧。

15.根据权利要求14所述的方法，其中控制所述激光系统包括基于以下中的至少一个而调谐所述激光器的至少一个参数：

所述基底的热特征；和

激光和聚合物材料之间的相互作用的至少一个特征与用于该相互作用的至少一个特征的预定阈值之间的比较。

16.根据权利要求14所述的方法，其中所述涂层具有等于或小于15微米的厚度。