技能培训材料表面工程学表面改性方法3.ppt
《技能培训材料表面工程学表面改性方法3.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《技能培训材料表面工程学表面改性方法3.ppt(86页珍藏版)》请在启牛文库网上搜索。
1、6.5 激光表面处理激光表面处理第六章第六章 表面改性技术表面改性技术 采用激光束、电子束、离子束对材料表面进采用激光束、电子束、离子束对材料表面进行改性或合金化的技术,是近十几年迅速发展起行改性或合金化的技术,是近十几年迅速发展起来的材料表面新技术,是材料科学的最新领域之来的材料表面新技术,是材料科学的最新领域之一,属一,属高能密度高能密度表面处理技术。这三种技术的特表面处理技术。这三种技术的特点是可以对材料表面点是可以对材料表面快速加热和冷却快速加热和冷却。 激光表面处理工艺激光表面处理工艺: 激光相变硬化、激光熔覆、激光相变硬化、激光熔覆、激光合金化、激光非晶化、激光冲击硬化等。激光合金
2、化、激光非晶化、激光冲击硬化等。6.5 激光表面处理激光表面处理第六章第六章 表面改性技术表面改性技术一、激光的特性一、激光的特性 激光作为一种光,它除了具有普通光的一般特激光作为一种光,它除了具有普通光的一般特性,如光的反射性、折射性、吸收性外,还具有性,如光的反射性、折射性、吸收性外,还具有自己的特点:即自己的特点:即高度的方向性、单色性和亮度高度的方向性、单色性和亮度,是一种聚焦性好、功率密度高、易于控制、能在是一种聚焦性好、功率密度高、易于控制、能在大气中远距离传输的新颖光源。大气中远距离传输的新颖光源。 6.5 激光表面处理激光表面处理第六章第六章 表面改性技术表面改性技术一、激光的
3、特性一、激光的特性1. 高度的方向性高度的方向性一、激光的特性一、激光的特性2.2.高亮度高亮度 激激光光有有极极高高的的亮亮度度,可可以以达达到到比比太太阳阳光光的的亮亮度度还高还高100100万亿倍普通光源的亮度则比太阳光还低万亿倍普通光源的亮度则比太阳光还低 由由于于激激光光发发出出的的光光束束很很强强,而而方方向向性性又又很很强强,所所以以聚聚焦焦后后可可以以获获得得极极高高的的能能量量密密度度,功功率率密密度度高高达达1014W/cm2. 焦斑中心温度可高达几千到几万度。焦斑中心温度可高达几千到几万度。6.5 激光表面处理激光表面处理第六章第六章 表面改性技术表面改性技术6.5 激光
4、表面处理激光表面处理第六章第六章 表面改性技术表面改性技术一、激光的特性一、激光的特性3高单色性高单色性 科学上用光辐射能量集中的频谱区间(称谱线宽科学上用光辐射能量集中的频谱区间(称谱线宽度)衡量光的单色性,谱线宽度越窄,它的单色性度)衡量光的单色性,谱线宽度越窄,它的单色性越好太阳光辐射能量分布在从紫外至远红外的广越好太阳光辐射能量分布在从紫外至远红外的广阔光谱区域,所以它谈不上单色性阔光谱区域,所以它谈不上单色性常用的单色光常用的单色光源如氖灯、氦灯、氪灯、氢灯等,源如氖灯、氦灯、氪灯、氢灯等,它们的光辐射谱它们的光辐射谱线宽度比较窄(小于线宽度比较窄(小于4.54.51010-3-3n
5、mnm),),其中氪其中氪8686光源光源发射的红光(波长发射的红光(波长605.7nm605.7nm)的谱线宽度最窄,只有的谱线宽度最窄,只有4.74.71010-4-4nmnm,有单色性之冠之称激光具有相同的有单色性之冠之称激光具有相同的位相和波长,所以激光的单色性比它更好,特制发位相和波长,所以激光的单色性比它更好,特制发红光的红光的He-NeHe-Ne激光器,波长激光器,波长632.8nm632.8nm的谱线宽度只有的谱线宽度只有2 21010-9-9nmnm!6.5 激光表面处理激光表面处理第六章第六章 表面改性技术表面改性技术二、激光表面处理设备二、激光表面处理设备 包括:激光器、
6、功率计、导光聚焦系统、工作包括:激光器、功率计、导光聚焦系统、工作台、数控系统和软件编程系统。台、数控系统和软件编程系统。6.5 激光表面处理激光表面处理第六章第六章 表面改性技术表面改性技术 激光是由具有亚稳态能级结构的物质激光是由具有亚稳态能级结构的物质(激光介激光介质质),在激光器的谐振腔内受外界能量,在激光器的谐振腔内受外界能量(光或电光或电)的激的激发,产生受激辐射放大所输出的方向性、相干性很发,产生受激辐射放大所输出的方向性、相干性很好、亮度很高的光。好、亮度很高的光。 (一)激光的产生(一)激光的产生 1. 激光的基本原理激光的基本原理 按量子力学原理,原子只能稳定地存在于一系列
7、能按量子力学原理,原子只能稳定地存在于一系列能量不连续的定态中,原子能量的任何变化(吸收或辐射)量不连续的定态中,原子能量的任何变化(吸收或辐射)都只能在某两个定态之间进行。我们把原子的这种能量都只能在某两个定态之间进行。我们把原子的这种能量的变化过程称之为跃迁。光子与物质原子相互作用过程的变化过程称之为跃迁。光子与物质原子相互作用过程中,存在三种类型的跃迁。即:受激中,存在三种类型的跃迁。即:受激吸收、自发辐射和吸收、自发辐射和受激辐射。受激辐射。E1E3E2如图如图1-11-1所示,有一个原子开始时处于基态所示,有一个原子开始时处于基态E E1 1,若不存,若不存在任何外来影响,它将保持状
8、态不变。如果有一个外在任何外来影响,它将保持状态不变。如果有一个外来光子,能量为来光子,能量为hvhv,与该原子发生相互作用。且,与该原子发生相互作用。且 ,其中:,其中:E E2 2为原子的某一较高的能量状态为原子的某一较高的能量状态激发态。激发态。则原子就有可能吸收这一光子,而被激发到高能态去。则原子就有可能吸收这一光子,而被激发到高能态去。这一过程被称之为这一过程被称之为原子吸收原子吸收。值得注意的是,只有外。值得注意的是,只有外来光子的能量来光子的能量hvhv恰好等于原子的某两能级之差时,光恰好等于原子的某两能级之差时,光子才能被吸收子才能被吸收。原子吸收原子吸收 E1E3E2图图1-
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 技能 培训 材料 表面 工程学 改性 方法