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金刚石具有极高的硬度、导热率和化学稳定性,广泛应用于切削刀具、磨具、导热器件、光学窗口等。但基于相同的原因,金刚石难以使用传统机械的方法进行切割、磨削、抛光和成型加工。激光的高能量密度,高方向性,高单色性的特点使其成为加工金刚石较理想的方法,尤其适于金刚石材料的微细加工,这对拓宽金刚石相关材料的应用领域有重要的意义。本文对脉冲激光微细加工金刚石材料的去除机理和工艺规律进行研究。首先,研究激光与金刚石材料作用的物理作用过程,并通过ANSYS仿真分析了不同能量密度下脉冲激光加工金刚石材料的温度场与应力场,仿真得出脉冲绿激光微细加工CVD金刚石的石墨化阈值以及气化阈值;之后通过532nm脉冲绿激光微细加工CVD金刚石实验验证仿真结果;最后,通过单因素实验研究了不同工艺参数(焦点位置,能量密度,扫描速度和扫描次数)对激光微细加工完整晶型单晶金刚石(不同晶面)以及CVD金刚石的影响规律。本文主要的研究方法和结论如下:基于热传导模型得到脉冲激光与金刚石相互作用的温度场模型,通过ANSYS仿真推导得出脉冲绿激光微细加工CVD金刚石材料的石墨化与汽化阈值分别为1.7J/cm2和15J/cm2;根据热应力与材料温度变化关系建立了材料所受热应力的理论模型并分析得到了材料发生热应力断裂的条件。使用532nm脉冲绿激光微细加工CVD金刚石单脉冲实验,得出激光加工金刚石的过程是基于激光束与金刚石的膜的二级作用,先发生石墨化,之后温度升高,气化去除石墨层;采用1-on-l法得到脉冲绿激光加工CVD金刚石的石墨化阈值为2.9 J/cm2以及采用凹坑直径与凹坑深度拟合法得到CVD金刚石的气化阈值分别11.3J/cm2和8.9J/cm2,实验结果与仿真结果相近,另外通过多脉冲实验证明脉冲激光加工金刚石符合累积去除模型。使用355nm短脉冲紫外激光器加工完整晶型单晶金刚石以及CVD金刚石实验,实验结果发现:远离焦点位置时,随着离焦量增加,划槽深度减小,划槽宽度增加。在焦平面以下50 μm时,划槽深,在焦平面上最窄;划槽宽度随着脉冲激光能量增加而线性增加,划槽深度随着脉冲激光能量增加先增加后趋于饱和;划槽深度和划槽宽度随着扫描速度增加而减少;划槽深度与宽度随着扫描次数增加而增加;在外部激光辐照条件相同时,完整晶型金刚石的(111)晶面比(100)晶面划切沟槽槽深度更浅,宽度更大;CVD金刚石相比完整晶型金刚石加工表面质量更差。