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水辅助激光无重铸层钻孔Al2O3陶瓷实验研究

2018-03-10白克强韩小花

激光技术 2018年2期

周 翔,段 军,陈 航,张 菲,白克强,韩小花

(华中科技大学 武汉光电国家实验室,武汉 430074)

引 言

Al2O3陶瓷是目前世界上应用最为广泛的陶瓷材料之一,在生物、电子等领域已成为不可或缺的材料[1]。传统的机械加工、电火花加工和超声波加工Al2O3陶瓷等方法,都存在无法钻微小孔、钻孔效率低和工件磨损严重等问题[2]。自从激光器诞生以来,激光的种类和利用激光进行材料加工已经获得蓬勃发展[3]。激光应用领域逐步扩大到各种金属和非金属板材的加工,解决了许多传统切削加工无法解决的问题[4]。微孔激光加工技术是激光加工技术的一个新兴和重要领域,随着科技和社会生产的迅速发展,一方面给激光钻孔提出了各种各样更高的要求;另一方面技术的进步和先进设备的出现也使得高效率、高质量钻孔成为可能[5]。目前微孔加工领域主要存在的问题是:在加工微孔过程中,不仅要使材料易于加工,还应努力提高微孔的钻孔质量,减少微孔锥度和消除重铸层、微裂纹等问题。

目前,国内外学者相继采用不活泼气体辅助激光加工[6-7]、激光钻孔样品化学再腐蚀[8-9]和超短脉冲激光加工[10-11]等手段来去除重铸层,但效果均不完美,未能完全消除重铸层,主要原因在于上述手段不能完全避免热效应的存在,依然有熔融物重新附着于原材料表面。而水辅助激光钻孔由于激光诱导液体空化作用、水的冷却作用和水的流动作用能够在一定程度上降低光热效应和抑制去蚀材料的二次黏附。……

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