高级检索

ISSN1001-3806CN51-1125/TN 网站地图

留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

水射流激光复合刻蚀陶瓷的研究

谢兵兵 袁根福

引用本文:
Citation:

水射流激光复合刻蚀陶瓷的研究

    作者简介: 谢兵兵(1989-),男,硕士研究生,现主要从事激光精密加工方面的研究。.
    通讯作者: 袁根福, forygf@263.net
  • 基金项目:

    国家自然科学基金资助项目(51175229)

  • 中图分类号: TN249

Research of water jet-laser complex etching of ceramics

    Corresponding author: YUAN Genfu, forygf@263.net
  • CLC number: TN249

  • 摘要: 为了改善激光直接刻蚀过程中形貌普遍较差的问题,采用水射流激光复合刻蚀的方法,以SiC复相陶瓷和Al2O3陶瓷为研究材料,分析了有无水射流条件下的形貌差异以及不同成分陶瓷的形貌差异,并在此基础上研究了水射流流速对刻蚀深度和蚀除量的影响。结果表明,直接刻蚀时,大量熔渣附于刻蚀表面,刻蚀形貌较差,SiC复相陶瓷60%以上直接气化分解,熔渣较少,形貌稍好于Al2O3陶瓷;复合刻蚀时,刻蚀形貌有所变好,且水射流流速在24m/s时的形貌要好于16m/s时的;水射流流速越大,材料的刻蚀深度和蚀除量越小,流速每增大2m/s时,材料的蚀除量平均减少0.066mm3左右,相同流速下,SiC复相陶瓷的蚀除量比Al2O3陶瓷大0.4mm3左右。此研究对提高刻蚀形貌和分析不同陶瓷的刻蚀机理是有帮助的。
  • [1]

    ZHANG X H,AN Y M,HAN J C,et al.Graphene nanosheet reinforced ZrB2-SiC ceramic composite by thermal reduction of graphene oxide[J].RSC Advances,2015,5(58):47060-47065.
    [2]

    XIE Y P,CHENG L F,MEI H,et al.Effect of SiC Particles on mechanical properties of laminated (SiCw+SiCp)/SiC ceramic composites[J].International Journal of Applied Ceramic Technology,2015,12(3):535-541.
    [3]

    JING Y N,DENG X Y,LI J B,et al.Fabrication and properties of SiC/mullite composite porous ceramics[J].Ceramics International,2014,40(8):1329-1334.
    [4]

    RAK Z S.A process for Cf/SiC composites using liquid polymer infiltration[J].Journal of the American Ceramic Society,2001,84(10):2235-2239.
    [5]

    WU X F,WANG Y,ZHANG H Z.Experimental research on laser assisted machining of Silicon Nitride ceramics[J].Journal of Astronautics,2010,31(5):1457-1462(in Chinese).
    [6]

    ZHANG X F,YU G Q,JIANG L W.Application of alumina ceramic[J].Foshan Ceramic,2010,20(2):38-43(in Chinese).
    [7]

    YUAN G F,ZENG X Y.Laser forming research on brittle inorganic materials and the application status[J].LaserOptoelectronics Progress,2002,39(6):47-51(in Chinese).
    [8]

    LING L,LOU Q H,LI S Z,et al.Microcutting Si wafer in water bath by second harmonic output of YAG laser[J].Laser Technology,2004,28(2):132-134(in Chinese).
    [9]

    YUAN G F,YAO Y S,CHEN X H,et al.Experimental study on the quality of material surface applied laser-chemical combined etching[J].Chinese Journal of Lasers,2010,37(1):281-283(in Chinese).
    [10]

    VASS C,OSVAY K,CSETE M,et al.Fabrication of 550nm gratings in fused silica by laser induced backside wet etching technique[J].Applied Surface Science,2007,253(19):8059-8063.
    [11]

    QIAO Ch R.Development of EDM/Laser compound precision fine machining system[J].Manufacturing TechnologyMachine Tool,2004,17(2):46-50(in Chinese).
    [12]

    KONG L R,ZHANG F,DUAN J,et al.Research of water-assisted laser etching of alumina ceramics[J].Laser Technology,2014,38(3):330-334(in Chinese).
    [13]

    LONG Y H,XIONG L C,SHI T L.Experimental research of micromachining silicon by excimer laser ablation in air and under water[J].Laser Technology,2006,30(6):567-569(in Chinese).
    [14]

    TAN Y L.Water jet guided laser technology[J].Superhard Material Gineering,2013,25(3):47-50(in Chinese).
    [15]

    PORTER J A,LOUHISALMI A,KARJALAINEN J A,et al.Cutting thin sheet metal with a water jet guided laser using various cutting distances,feed speeds and angles of incidence[J].The International Journal of Advanced Manufacturing Technology,2007,33(9/10):961-967.
  • [1] 王成曾晓雁 . Al2O3陶瓷的激光三维雕刻实验研究. 激光技术, 2007, 31(1): 18-21.
    [2] 周敏魏昕谢小柱胡伟 . 355nm紫外激光抛光Al2O3陶瓷工艺的研究. 激光技术, 2014, 38(4): 556-560. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2014.04.024
    [3] 周翔段军陈航张菲白克强韩小花 . 水辅助激光无重铸层钻孔Al2O3陶瓷实验研究. 激光技术, 2018, 42(2): 271-275. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2018.02.025
    [4] 杨元政刘志国刘正义庄育智 . 等离子喷涂Al2O3陶瓷涂层激光熔化深度的研究. 激光技术, 2000, 24(5): 312-317.
    [5] 孔令瑞张菲段军罗瑞峰曾晓雁 . 水辅助激光刻蚀氧化铝陶瓷的研究. 激光技术, 2014, 38(3): 330-334. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2014.03.010
    [6] 肖海兵张庆茂谭小军周泳全张卫罗博伟 . 碳化硅陶瓷超快激光双光束精密抛光技术研究. 激光技术, 2024, 48(2): 180-187. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2024.02.006
    [7] 任雨松花国然罗新华田宗军黄因慧 . SiC纳米陶瓷粉末激光烧结成形试验研究. 激光技术, 2006, 30(4): 402-405.
    [8] 刘壮方菊李元成张晓兵 . 飞秒激光加工SiC/SiC复合材料厚板的孔型特征研究. 激光技术, 2022, 46(6): 736-741. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2022.06.004
    [9] 司秀丽张思靓白伟杨玉玲 . 激光熔覆原位生成CaTiO3陶瓷涂层及热力学分析. 激光技术, 2013, 37(1): 121-125. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2013.01.030
    [10] 李维来李英李伟 . 157nm激光刻蚀晶体光纤SiO2机理的研究. 激光技术, 2006, 30(6): 601-604.
    [11] 刘畅王晓东王锴李丞 . SiCp/Al复合材料厚板皮秒激光制孔重铸层影响研究. 激光技术, 2022, 46(3): 379-384. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2022.03.013
    [12] 王昆孙桂芳张尉冯爱新袁国定 . 激光合金化Mn-Al2O3和Mn-Al2O3-NiWC涂层的磨蚀性能研究. 激光技术, 2015, 39(2): 274-279. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2015.02.027
    [13] 游川川肖华强任丽蓉赵欣鑫 . TC4表面激光熔覆Ti-Al-N复合涂层的组织与性能. 激光技术, 2021, 45(5): 585-589. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2021.05.008
    [14] 李刚刘丽侯俊英水东莉陈永君唐海鹏 . 激光熔覆Ni-Zr-Nb-Al非晶复合涂层组织结构及性能研究. 激光技术, 2011, 35(2): 185-188. doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2011.02.012
    [15] 高明曾晓雁胡乾午 . 低碳钢CO2激光-脉冲MAG电弧复合焊接工艺研究. 激光技术, 2006, 30(5): 498-500,506.
    [16] 周芳刘其斌何良华 . 激光原位合成TiC-TiB2/Fe复合涂层及其抗氧化性研究. 激光技术, 2015, 39(4): 462-465. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2015.04.007
    [17] 谭兵刘红伟马冰陈东高任宝辉明珠马志华 . 铝合金CO2激光电弧复合焊保护气体影响研究. 激光技术, 2012, 36(4): 497-500. doi: 10.3969/j.issn.1001-806.2012.04.015
    [18] 马志华陈东高李娜谭兵 . 5052铝合金CO2激光-MIG复合焊接气孔特性分析. 激光技术, 2012, 36(6): 780-782. doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2012.06.017
    [19] 何良华周芳杨蕙瑶 . 激光熔覆原位合成TiC-TiB2增强钴基复合涂层的研究. 激光技术, 2013, 37(3): 306-309. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2013.03.008
    [20] 梁飞龙李凯玥师文庆朱志凯何启浪 . 添加CeO2对激光熔覆Ni基/WC复合涂层的影响. 激光技术, 2024, 48(4): 542-548. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2024.04.012
  • 加载中
计量
  • 文章访问数:  5170
  • HTML全文浏览量:  2385
  • PDF下载量:  266
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2015-06-18
  • 录用日期:  2015-07-20
  • 刊出日期:  2016-09-25

水射流激光复合刻蚀陶瓷的研究

    通讯作者: 袁根福, forygf@263.net
    作者简介: 谢兵兵(1989-),男,硕士研究生,现主要从事激光精密加工方面的研究。
  • 1. 江南大学 机械工程学院, 无锡 214122
基金项目:  国家自然科学基金资助项目(51175229)

摘要: 为了改善激光直接刻蚀过程中形貌普遍较差的问题,采用水射流激光复合刻蚀的方法,以SiC复相陶瓷和Al2O3陶瓷为研究材料,分析了有无水射流条件下的形貌差异以及不同成分陶瓷的形貌差异,并在此基础上研究了水射流流速对刻蚀深度和蚀除量的影响。结果表明,直接刻蚀时,大量熔渣附于刻蚀表面,刻蚀形貌较差,SiC复相陶瓷60%以上直接气化分解,熔渣较少,形貌稍好于Al2O3陶瓷;复合刻蚀时,刻蚀形貌有所变好,且水射流流速在24m/s时的形貌要好于16m/s时的;水射流流速越大,材料的刻蚀深度和蚀除量越小,流速每增大2m/s时,材料的蚀除量平均减少0.066mm3左右,相同流速下,SiC复相陶瓷的蚀除量比Al2O3陶瓷大0.4mm3左右。此研究对提高刻蚀形貌和分析不同陶瓷的刻蚀机理是有帮助的。

English Abstract

参考文献 (15)

目录

    /

    返回文章
    返回