[发明专利]一种皮秒-纳秒激光复合异步抛光陶瓷的工艺方法

摘要

本发明公开了一种皮秒‑纳秒激光复合异步抛光陶瓷的工艺方法，首先采用皮秒激光沿一定扫描轨迹对陶瓷待加工表面进行辐照，对陶瓷表面微观凸起进行去除，实现初步平坦化，同时利用皮秒激光对陶瓷材料电子态的去除诱导产生大量微纳米颗粒，以电离态存在于被辐照陶瓷表面的邻近空间区域。按预设时间启动小功率纳秒激光追踪皮秒激光扫描路径，对陶瓷表面均匀分布的微纳米颗粒进行辐照熔融，最终形成一层致密光滑的细晶熔凝层以达到抛光效果。本发明修复了陶瓷材料原始的气孔裂纹，克服了传统激光抛光产生热影响区大，材料表面易产生微裂纹和气孔的缺点，实现了陶瓷材料低去除量，高效率高精度亚微米级别的精细抛光。

主权项

1.一种皮秒‑纳秒激光复合异步抛光陶瓷的工艺方法，其特征在于：(1)首先利用皮秒激光沿扫描路径对需要处理的陶瓷表面进行扫描辐照；经皮秒激光的辐照，陶瓷表面微观凸起部分被去除实现初步平坦化，同时产生具有高表面活性的微纳米颗粒分布在辐照后表面；其中皮秒激光的辐照能量密度高于皮秒激光对陶瓷基材去除阈值的50％～300％；设置皮秒激光的平均功率为30～70W，重复频率10000KHz～100000KHz；(2)在时间间隔t后启动纳秒激光，t为50μs～500μs；纳秒激光沿皮秒激光扫描路径以相同的扫描速度对皮秒激光作用产生的微纳米颗粒进行跟踪辐照，辐照后微纳米颗粒熔融并产生一层致密光滑的细晶熔凝层覆在陶瓷表面，最终完成抛光；其中纳秒激光能量密度介于纳秒激光对陶瓷微纳米颗粒熔化阈值和汽化阈值之间同时保证低于陶瓷基材熔化阈值；设置纳秒激光平均功率为3W～15W，重复频率50KHz～100KHz。