【摘 要】
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SiCp/Al复合材料作为航空、航天领域先进的工程材料,以其优异的刚性、比强度、耐磨性和耐热性满足特殊部件及性能需求,成为各国战略性功能材料。同传统的刀具及电火花加
【机 构】
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北京工业大学激光工程研究院 高功率及超快激光先进制造实验室
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SiCp/Al复合材料作为航空、航天领域先进的工程材料,以其优异的刚性、比强度、耐磨性和耐热性满足特殊部件及性能需求,成为各国战略性功能材料。同传统的刀具及电火花加工相比,激光对该材料的加工在加工柔性、均匀性、效率等方面具有一定的优势。本文研究了短脉冲及超短脉冲激光对SiCp/Al复合材料的刻蚀行为。研究结果表明,短脉冲及超短脉冲激光刻蚀SiCp/Al复合材料具有相同的刻蚀机制：刻蚀过程中A1先于SiC发生汽化蚀除；刻蚀过程伴随强烈氧化,Al、Si两元素容易结合生成铝硅酸盐及各自的氧化物。其次,两种脉宽又表现出各自特性：短脉冲"热刻蚀"下,SiC发生升华分解,刻蚀区域周围分布氧化硅颗粒,刻蚀表面附着铝硅酸盐重凝层；超短脉冲只对SiC进行"冷刻蚀",在低脉冲能量密度下SiC表面呈现周期性条纹。以上研究结果证明了脉冲激光对金属基陶瓷增强复合材料刻蚀的可行性,为SiCp/Al复合材料脉冲激光加工工艺优化提供了重要的实验依据及前期探索。
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