激光热力复合诱导纳米颗粒增强复合薄膜的制备方法

摘要

本发明公开了一种激光热力复合诱导纳米颗粒增强复合薄膜的制备方法，涉及材料表面技术领域。本发明利用激光辐照浸涂有纳米陶瓷颗粒层的金属基体表面至熔化状态，使纳米陶瓷颗粒浸入熔池，冷却后形成半嵌入状态；然后再通过激光诱导产生的高压冲击波力效应冲击纳米颗粒半嵌入的金属基体表面，使纳米颗粒完全嵌入基体表层；重复上述步骤，可以实现多层纳米陶瓷颗粒的嵌入，获得高厚度的均匀纳米颗粒增强复合薄膜。本发明制得的纳米颗粒增强复合薄膜界面结合牢固，缺陷少，成分组织均匀，可以显著提高金属材料的表面性能。本发明过程简单，成本较低，易于实现自动化，适于大规模批量化生产。

主权项

一种激光热力复合诱导纳米颗粒增强复合薄膜的制备方法，其特征在于，借助激光辐照热效应和激光诱导力效应将预先浸涂在金属基体表面的纳米陶瓷颗粒完全嵌入到金属基体表层，在金属基体表面形成一层高密度均匀纳米颗粒增强复合薄膜，具体步骤为：A) 选取用于表面处理的纳米陶瓷粉末；B) 选取待处理的金属基体，并对金属基体表面进行打磨和抛光，然后在酒精中进行超声波清洗；C) 将步骤A)选取的纳米陶瓷粉末配制成酒精悬浊液，然后进行超声分散，再浸涂在金属基体表面上，静置晾干；D) 用纳秒脉冲激光辐照预涂纳米陶瓷颗粒的金属基体表面至熔化，使纳米颗粒浸入金属基体表面熔化形成的熔池，冷却凝固后半嵌入金属基体表面；E) 用黑漆或铝箔作为吸收层包覆步骤D)得到的纳米颗粒半嵌入的金属基体表面，然后固定在工作台上，采用流水或K8玻璃作为约束层；F) 用纳秒脉冲激光器进行激光冲击处理，利用激光冲击波力效应使纳米陶瓷颗粒完全嵌入基体表层，在金属基体表面制备纳米颗粒增强复合薄膜。