单晶硅反射镜激光能量吸收系数与衬底表面质量的关联

高能激光系统中,单晶硅基底反射镜的能量吸收系数是影响系统性能的关键指标。衬底加工质量对镀膜后元件激光能量吸收系数影响显著。通过测试不同衬底粗糙度、划痕密度的单晶硅反射元件,分析衬底表面典型加工特征(粗糙度、划痕)对激光能量吸收系数的影响规律,认为粗糙度与吸收系数正相关,粗糙度均方根从0.668nm降低至0.345nm会使吸收系数降低28.0%。少量划痕对吸收系数的直接影响并不明显,吸收系数均值变化在3.1%以内。但表面划痕会诱发激光损伤,划痕密度较大时会引起后续能量吸收持续增大,辐照400s后,吸收系数较辐照100s时增大18.3%。     

堆焊再制造层表面质量的分形表征方法

应用分形几何学方法,研究了不同路径间距条件下的堆焊再制造层表面形貌,用表面分形维数对堆焊再制造层表面质量进行了表征。结果表明:堆焊再制造层表面在一定尺度范围内具有分形特性,分形维数很好地表征了材料表界面的粗糙和复杂、不规则程度,是一个能够反映出表面内禀特性的特征参数,可以用分形维数来表征堆焊再制造层的表面质量;不同路径间距条件下的堆焊再制造层表面分形维数不同,路径间距越接近理论最佳值,堆焊再制造层表面分形维数越大,表面质量也越高。该方法可为进一步研究堆焊再制造层表面质量,以及优化堆焊熔敷成形再制造工艺参数提供定量依据。     

离子镀TiN涂层工艺参数优化及工作距离对表面质量的影响

采用多弧离子镀(multi-arc deposition)沉积TiN涂层,分析工艺参数对涂层表面质量的影响。首先以硬度为考核指标,设计了Ti弧流、N2流量、Ar流量、烘烤温度和偏压的5因素、4水平L16(45)正交试验,优化工艺参数。然后分析了优化工艺参数条件下,工件到靶材的距离(工作距离)对涂层表面质量的影响。采用SEM分析了表面形貌,通过截面形貌确定了涂层厚度;采用Nano-indentation测定了涂层硬度。结果发现:5个因素对涂层硬度的影响程度不同,影响硬度的因素主次顺序为Ti弧流—Ar流量—偏压—烘烤温度—N2流量;试验条件下,5因素的最优水平依次为70 A,10 sccm,40 V,350℃,44 sccm;存在最佳工作距离(约30 cm),使涂层表面质量最佳。