非晶态与晶态锆基合金对纳秒脉冲激光烧蚀响应的对比研究

摘要：

本文系统性地对比研究了非晶态与晶态锆基合金对纳秒脉冲激光的烧蚀响应,主要关注两种合金靶的多物理烧蚀过程以及靶表面烧蚀形貌.结果表明,激光诱导等离子体及其产生的冲击波动力学均符合理想爆轰波理论,并且与靶材原子拓扑结构无关.两种合金靶在纳秒激光烧蚀中均承受显著的过热并最终发生爆炸沸腾.爆炸沸腾在靶表面形成一种多层级烧蚀形貌:由纳米孔洞广泛分布的微米凹坑.相比于晶态靶,非晶合金靶呈现出较浅的凹坑以及较小的纳米孔洞.这是由于非晶合金靶在激光烧蚀中具有较浅的热影响区,但过热程度较高.进一步研究发现,这种微纳多层级烧蚀形貌可有效调节两种合金靶的表面润湿性能,从初始亲水性改变为疏水性;非晶和晶态靶的表面接触角分别提高约119％和64％.本工作表明非晶合金对纳秒脉冲激光烧蚀具有更好的防护性能,并为非晶态或晶态合金的润湿性调节提供了一种可行且便捷的方法.

机标关键词：激光诱导等离子体、非晶合金、拓扑结构无关、合金靶、热影响区、纳米孔洞、烧蚀形貌、表面润湿性能、纳秒激光烧蚀、爆炸沸腾

所属期刊栏目：38

分类号：TG139.8;O433.2;TN249

在线出版日期：2022-06-06（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共10页

页码：181-190