飞秒激光切割金刚石-碳化硅复合材料的损伤机制
邢应昶
杜宇航
王营营
吴俊彦
史国普
济南大学材料科学与工程学院,山东济南 250022
摘要：[目的]研究飞秒激光切割金刚石-碳化硅复合材料的损伤机制,解决金刚石-碳化硅复合材料因超硬特性、优异热性能而难以高效加工的问题.[方法]通过飞秒激光切割实验,对不同功率激光切割后的样品进行晶体结构、表面形貌、表面粗糙度表征实验,系统分析激光功率对材料表面质量与晶体结构的影响.[结果]低功率(2 800 W)时激光切割能轻微改善复合材料表面粗糙度Ra(从52.9 nm变为49.4nm);激光功率大于3 000 W时,由于热效应导致样品表面的熔融加剧,深沟槽与溅射显著,粗糙度骤增至375 nm;X射线衍射显示,随功率提升,金刚石石墨化增强,碳化硅衍射峰强度减弱甚至消失;高功率激光引发热应力失配与异质相分解,加剧界面损伤.[结论]优化激光功率可平衡切割效率与表面质量,利于金刚石-碳化硅复合材料的高效加工.
关键词：飞秒激光切割金刚石-碳化硅复合材料表面粗糙度石墨化晶体结构损伤机制
分类号：TB332(工程材料学)TB4(工业通用技术与设备)
资助基金：国家自然科学基金(52371113)山东省自然科学基金(ZR2019MEM055)
论文发表日期：2025-09-01
在线出版日期：2026-05-22（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：8( 182-189 )
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