王 萌，刘铁根，赵玛利，王 博，霍晓飞，许宝忠，张国顺

(天津大学精密仪器与光电子工程学院，光电信息技术科学教育部重点实验室，天津 300072)

工程材料的选择，需根据其设计要求考虑强度、韧性、脆性等指标，但该材料的表面性能，例如耐磨损性、抗腐蚀性、导电性等却很难同时达到设计要求．表面改性的目的就是在不破坏材料本身内部特性的前提下，通过某种加工手段获得理想的表面性能．常用的表面改性技术有电镀、扩散、溅射、离子注入、化学气相沉积、电子束和激光束等[1-2]．其中，激光束表面改性技术由于其能量密度高、热影响区小、工艺可控性强等优点，近年来被越来越广泛地采用．目前已经成功应用在激光熔覆、激光合金化、激光非晶化和激光冲击硬化等方面[3-4]．

传统的激光表面改性多应用于平面或轴，大部分都是利用机械结构或 XY振镜的方式完成二维扫描，而对于三维曲面的改性相对研究较少[5-6]．但由于 Z轴的滚珠丝杠等机械传统方式移动速度慢，加工时间长，而且由于机械结构的限制，很多复杂形状往往难于加工[7-8]．笔者提出了一种完全通过光学变换的方法，使用动态聚焦镜、振镜与 f-θ 透镜的组合，构建了高速三维扫描系统，用以完成三维表面改性实验．为了体现激光改性的优势，其改性材料在选则上应该满足机械强度高，刚度、热稳定性、绝缘性能良好，而且对1 064 nm波长的激光有很好的吸收，并且材料密度低，可通过激光照射后有效……