[发明专利]激光划线扫描材料制备点阵式表面织构的方法

摘要

激光划线扫描材料制备大面积周期性点阵式表面织构的方法属于表面微结构制备领域。为了解决现有加工方法存在加工效率底下、工艺复杂的问题。该方法适用于使用激光可使材料损伤的各种材料。开光前根据所需织构单元尺寸、材料损伤阈值调节激光参数，先在样品表面使用单脉冲激光制备单个织构单元，利用激光扫描速度、脉冲频率和占空比的配合，可在样品表面通过划线扫描方式进行点阵式织构制备。本发明可大面积、更高速地制备材料表面周期性点阵式织构，且单元尺寸和间距可控。材料表面织构应用广泛，如锂离子电池、光伏发电、红外材料、机械密封等。

主权项

1.激光划线扫描材料制备点阵式表面织构的方法，其特征在于，具体步骤包括：1)所要加工样品经过表面清洁后，固定在加工平台上，根据点阵深度及样品表面，调节离焦量，保证焦点到表面的间距可控，调节激光束传输方向或加工平台角度，保证激光束与样品表面夹角可控；2)确定样品的材料损伤阈值，入射光的有效穿透深度；3)根据所需点阵式织构单元尺寸、材料损伤阈值、入射光的有效穿透深度调节激光参数，使用单个脉冲激光垂直样品表面制备织构单元，测量其尺寸；若得到织构单元尺寸与目标尺寸不同，根据结果微调激光参数，重复制备织构单元，直到其尺寸与目标尺寸相同，确定制备织构所需激光参数；4)根据所需织构的垂直划线方向单元间距L及面积大小，设置激光扫描路径，路径为若干条平行线段，覆盖所要制备织构所有区域，相邻线段间的间隔为L，在激光作用点处激光束与材料表面垂直；5)调节激光脉冲频率f在50kHz～1MHz之间，根据所需划线方向单元间距H与激光脉冲频率f，调节激光线扫描速度V1，使激光每隔间距H在样品表面作用一个脉冲，样品表面会以激光作用焦点为中心产生织构单元，设定两个脉冲时间间隔为1/f，计算得扫描速度V1＝H×f；设置空跳速度V2为2000mm/s～20000mm/s，设置脉冲占空比小于1％；6)选择加工初始点，使用步骤2)‑5)的工艺参数，通过划线扫描方式在样品表面制备织构，设置H与L大于或等于织构单元的直径R，制备出周期性点阵式表面织构。