浅谈激光表面处理技术及应用
激光处理技术及其应用研究
激光处理技术及其应用研究激光处理技术是一种利用激光对物质进行加工、改性、治疗等一系列工艺的技术。
不同于传统的机械加工或化学处理技术，激光处理技术具有精度高、可控性强、加工速度快等优点，因此被广泛应用于不同领域，如工业制造、医疗诊疗、航空航天等。
本文将从激光处理技术的应用、制备方法和发展前景等方面进行探讨。
一、激光处理技术的应用1、工业制造应用激光加工技术已成为现代工业中不可或缺的一部分。
它与传统机械加工相比，具有更高的加工精度和效率。
从微观方面来看，激光加工可以对各种材料进行切割、钻孔、表面处理等。
在电子工业、航空航天、汽车制造等领域，激光加工已经得到了广泛的应用。
2、医疗诊疗应用激光在医疗领域也有广泛的应用。
比如说，激光治疗可以通过介入手段，对患者进行各种不同的激光操作和治疗。
激光治疗可被应用于癌症治疗、皮肤美容、近视矫正等多个领域中。
除此之外，激光激发出的光子能够穿透人体并与组织反应,达到真正实现人体不损伤、不开刀的手术。
3、航空航天领域激光技术在航空航天领域得到了广泛的应用。
航空航天装备具有体积大、重量、复杂性等优势，为此，激光技术经常被应用于轻量化的材料加工和实现更好的航空飞行性能等领域中。
二、激光处理技术的制备方法激光处理技术制备方法是激光加工过程中应重点关注的问题，本文主要探讨以下几种制备方法：1、原位化学反应法原位化学反应法可通过激光加热,促使化学反应的发生。
这种方法可应用于生产合成材料或微电子器件等需要精细控制的制备工艺中，具有优秀的可控性和可重复性。
2、激光微雕法激光微雕法是将焦点聚集于微小尺寸的区域，随着焦点的移动，可制备出各种微小的模型和器件，包括微型邻域蚕食、微槽、微斜面、微圆孔等。
3、激光熔凝沉积法激光熔凝沉积法是利用激光熔融金属粉末或线材等材料，形成高压气体熔凝成形过程,从而制备出复杂、高强度的制造材料成形的工艺。
此方法易于实现定制化生产，广泛应用于制造业中。
三、激光处理技术的发展前景激光处理技术的发展前景一直备受关注。
激光技术在材料表面处理中的应用
激光技术在材料表面处理中的应用随着科学技术的发展，激光技术已经成为现代产业化生产和科学研究领域中不可或缺的一种重要手段。
作为一种高能量密度的光束，激光的应用领域十分广泛，从原子物理到生物医学，都有激光的身影。
在材料领域，激光技术也具有独特的优势，特别是在材料表面处理中的应用，可以帮助优化材料表面性能并提高材料的使用寿命。
一、激光技术在表面改性中的基本原理激光技术在材料表面处理中的应用，主要是通过激光与材料表面的相互作用来实现的，其基本原理是激光的高能量密度可以激发材料表面的原子和分子，使其发生化学、物理、热力学等方面的变化。
具体地说，可以通过以下几种方式实现材料表面改性：1. 激光熔覆（Laser cladding）：激光对工件表面进行扫描，使其局部区域的温度升高，材料表面开始熔化，在划定的熔化区域内加入合适的材料粉末，激光和粉末共同作用下，在工件表面形成一层新材料，使其表面性能发生变化。
2. 激光表面取样（Laser surface modification）：激光瞄准材料表面，通过光热相互作用，使表面材料脱除一层钝化层，进而暴露出活性原子，修改表面化学性质并增加表面粗糙度和表面活性，从而提升材料的附着性、耐磨性和耐腐蚀性等表面性能。
3. 激光刻蚀（Laser etching）：激光在材料表面划出图案、文字或图像，因为激光线的有效能量密度特别高，在表面材料上形成一定的切迹，从而实现表面形貌、颜色的微细调整。
特别是在制造微电子领域，激光刻蚀技术具有广泛应用。
到这里，读者应该对激光技术在材料表面处理中的基本原理和方式有了大概的了解。
下面，我们来说说激光技术在材料表面处理中的具体应用。
二、激光技术在材料表面处理中的应用实例（1）激光表面取样改性激光表面取样改性是通过激光加热局部区域，使其超过材料的熔点，从而使材料表面瞬间升温，并脱除表面氧化层，从而获得更好的表面附着性能和低粘附性。
例如，有研究发现，对于钢材，在激光处理后的表面粗糙度显著增加，疏水性油(切削液)的接触角也大幅度提高。
激光器技术在材料表面处理中的应用研究
激光器技术在材料表面处理中的应用研究引言：激光器技术作为一种具有高度集成性和灵活性的加工手段，近年来在材料表面处理领域得到广泛应用。
它通过高能量的激光束对材料表面进行加工，可以实现高精度、高效率和非接触的加工效果。
本文将对激光器技术在材料表面处理中的应用进行研究，并对其在各个领域的具体应用进行介绍和分析。
1. 激光清洗技术在材料表面处理中的应用激光清洗技术是一种使用激光束对材料表面进行清洗的方法。
它可以通过能量瞬间密度的方式将污染物从材料表面去除，无需使用化学溶剂或机械清洗方法，避免了对环境的污染和材料的损伤。
激光清洗技术广泛应用于汽车零部件、电子元器件等行业，具有高效、高精度、无损坏等特点。
2. 激光切割技术在材料表面处理中的应用激光切割技术利用激光束对材料进行切割，广泛应用于金属加工、半导体加工、光电子器件等领域。
激光切割技术具有切割速度快、切割质量高、切割尺寸精度高等优点，特别适用于对薄板材料的加工。
在材料表面处理中，激光切割技术可以用于制作零件、切割复杂形状等。
3. 激光焊接技术在材料表面处理中的应用激光焊接技术是利用高能量激光束对材料进行精确焊接的方法，广泛应用于汽车制造、航空航天、电子制造等行业。
激光焊接技术具有焊接速度快、焊缝质量高、焊接热影响区小等优点。
在材料表面处理中，激光焊接技术可以用于焊接不易接触的材料，如镜面材料、散热器等。
4. 激光熔覆技术在材料表面处理中的应用激光熔覆技术是通过激光束对材料进行局部加热，使其表面熔化并与基体结合的方法。
这种技术可以改善材料的表面性能，如耐磨性、防腐蚀性等。
激光熔覆技术广泛应用于航空航天、能源、化工等领域。
在材料表面处理中，激光熔覆技术可以用于提高材料的表面硬度、抗磨损性、防腐蚀性等。
5. 激光沉积技术在材料表面处理中的应用激光沉积技术是一种通过激光束将粉末材料沉积在基底上形成涂层的方法。
它可以在材料表面形成功能性涂层，提高材料的抗磨损性、耐腐蚀性等。
激光表面处理技术在汽车工业中的应用
激光表面处理技术在汽车工业中的应用摘要：结合激光表面处理技术在汽车零部件表面强化中应用的大量实例，从激光表面处理技术的基本原理和工作特点出发，对其进行总结和分类。
并论述目前激光表面处理技术在国内外汽车工业中的研究、开发和应用，为进一步提高国产发动机的使用寿命提供了一个有效的途径。
最后探讨了激光表面处理技术在未来工业中应用的发展趋势和广阔前景。
关键词：激光；表面处理；汽车1、引言：激光加工是20世纪60年代初期兴起的一项新技术，此后逐步应用于汽车、航空、机械、电子等行业，其中尤以汽车行业的应用发展速度最快。
在汽车业中的广泛使用又推动了激光加工技术的工业化。
70 年代美国进行了两大研究，这就是福特汽车公司进行的车身钢板的激光焊接和通用汽车公司进行的动力转向变速箱内表面的激光淬火。
这两项研究推动了以后的汽车制造业中的激光加工技术的发展。
2、激光加工技术分类及特点：汽车业中的激光加工机主要有两类:CO2 激光加工机和YAG 激光加工机。
CO2 激光加工机的主要用途是切割、焊接、表面处理、打孔等，YAG 激光加工机主要用途是打标，但随着大功率YAG 激光器的商品化，也用于焊接和切割。
与传统方法相比，激光加工具有下列特点：（1）应用范围广，几乎应用于所有的加工工艺；（2）加工面大，几乎可加工从金属到非金属所有的材料，还特别适合加工极硬、极脆、极薄和熔点极高的难加工材料；（3）加工区小，热变形很小，加工质量高；（4）效率高，材料省，污染少，噪音低，劳动强度低；（5）加工设备成套化、系列化、多功能，具有很大灵活性；装备计算机数控系统，可进行二维或三维的立体加工，具有很高的加工精度。
3、激光表面处理技术的应用概况：材料的激光表面处理技术是近几年来发展起来的新技术，可实现在普通材料表面产生高性能的新材料层，在实践中显示出独特的优越性。
当前，激光表面处理在工业生产中已得到广泛应用。
美国通用汽车公司用15 台大功率激光器组成了汽车零部件的热处理加工生产线；日本丰田公司自20 世纪80 年代中后期起，相继建立了数条汽车发动机排气门密封面激光熔覆生产线，日产气门50-80 万只；近年，日本三菱公司建立了两条发动机缸头激光熔覆铜基合金生产线，显著提高了使用寿命。
激光表面处理技术在汽车制造中的应用
激光表面处理技术在汽车制造中的应用激光表面处理技术是一种在材料表面上使用激光进行熔化、氧化、蒸发等化学反应的方法，可以让材料表面经历瞬间高温和高能状态的过程，从而得到各种各样的表面改性效果，如增强表面硬度、耐磨性和耐腐蚀性等。
激光表面处理技术不仅适用于金属材料，对于陶瓷、玻璃和塑料等非金属材料也有较好的表面改性效果。
在汽车制造领域，激光表面处理技术已经得到广泛应用，可以用来改善汽车表面质量、提高汽车零部件的寿命和耐用性等。
激光强化激光强化是一种常见的激光表面处理技术，可以通过激光束在金属材料的表面上快速升温和冷却的过程，使得材料的表面硬度增加几倍，从而提高材料的耐磨性和寿命。
在汽车制造领域，激光强化主要应用于零部件的制造上，如发动机缸体、曲轴等。
在机械加工过程中，零部件的表面由于摩擦作用容易出现磨损，而激光强化处理可以使得表面材料更加坚硬，从而减少磨损。
激光切割激光切割是利用激光在材料表面上产生高温和高光能的过程，从而在材料表面上切割出所需的图形和形状。
在汽车制造领域，激光切割主要用于零部件的制造，如车身板件、车门等。
相比传统的机械切割，激光切割可以获得更加精细和复杂的图形和形状，从而提高零部件的质量和可靠性。
激光焊接激光焊接是通过激光束在材料表面上产生高温和高能状态的过程，使得材料表面的微观结构重新排列，从而实现材料之间的粘合和连接。
在汽车制造领域，激光焊接主要应用于焊接车身板件、车门、发动机罩等关键零部件。
相比传统的车身焊接技术，激光焊接可以获得更加均匀、牢固的焊缝，同时也可以减少排放污染物的产生。
激光喷涂激光喷涂是利用激光在材料表面上产生高能状态的过程，从而将所需的涂料和涂层均匀的喷涂到材料表面上的一种表面改性方法。
在汽车制造领域，激光喷涂主要应用于汽车的油漆和涂料方面。
由于激光喷涂可以产生均匀、细致的喷涂效果，同时也可以减少不必要的浪费和污染，因此大大提高了汽车生产的效率和质量。
结语总的来说，激光表面处理技术在汽车制造领域中应用广泛，可以用来改善汽车表面质量、提高汽车零部件的寿命和耐用性等。
激光表面技术处理
激光表面处理技术及应用摘要：表面技术具有学科的综合性，手段的多样化，广泛的功能性，很强的实用性和巨大的增效性，激光技术在表面处理上得到充分利用，发挥了巨大的作用。
关键词：激光、表面处理、应用前言激光技术是20世纪60年代最重要的科技成就之一，它的出现，几乎对整个科技领域的发展起了重大的改革和推动作用。
激光以其亮度高、方向性好、单色性好、相干性好等特有的光学性能，已与多个科学相结合形成多个应用技术领域。
激光加工技术是近几十年来迅速发展起来的一门高新技术，它是以高密度能源为中心，快速、局部地对机械零部件进行特种加工与处理，能够完成普通机械加工无法解决的一系列问题，尤其在零部件的表面处理方面成效更为显著。
激光表面处理是使用激光束进行加热，使工件表面迅速熔化一定深度的薄层，同时采用真空蒸镀、电镀、离子注入等方法把合金元素涂覆于工件表面，在激光照射下使其与基体金属充分融合，冷凝后在模具表面获得厚度为10～1000μm具有特殊性能的合金层，冷却速度相当于激冷淬火。
热处理是个很宽泛的概念，激光冲击可以说是热处理的一种形式。
冲击是利用大功率短脉冲激光在极短时间内发出的冲击波对材料进行照射，将材料表面加热到汽化温度，突然汽化导致极高的应压力，使材料表面发生塑性形变，行程密集的错位、空位和空位团，从而改变材料表面的组织和力学性能。
这是激光热处理的一种形式。
其他还有激光淬火、激光熔凝、激光合金化、激光熔覆。
激光表面优化处理技术是利用高能激光对金属、合金、陶瓷和复合材料或零部件进行表面优化处理，从而提高材料和零部件的抗磨损、抗疲劳、耐腐蚀、防氧化等性能，延长其使用寿命，是近二十年来发展起来的一种新兴材料表面处理技术。
1激光表面处理设备激光表面处理设备主要包括激光器和外围装置等。
1.1激光器工作物质、激励源和谐振器三者结合在一起称为激光器。
激光器的种类主要有固体激光器、气体激光器、液体激光器、半导体激光器和化学激光器。
固体激光器的输出功率高，广泛应用于工业加工方面，并且可以做到小而耐用，使用野外作业。
激光加工技术在表面处理中的应用及其优势分析
激光加工技术在表面处理中的应用及其优势分析激光加工技术在表面处理中的应用及其优势激光加工技术是一种通过激光束进行材料加工的技术，包括切割、打孔、焊接、钻孔等。
在表面处理方面，激光加工技术已经被广泛应用于各种工业领域，如汽车、航空航天、电子、医疗器械等。
本文将从应用和优势两个方面对激光加工技术在表面处理中的应用进行详细分析。
一、激光加工技术在表面处理中的应用1. 表面清洁：激光加工技术可以通过激光热效应将污染物、氧化物等在瞬时高温下热解或蒸发掉，从而达到对表面进行清洁的效果。
这种表面清洁方法具有高效、无残留、无需使用化学药剂等优点，适用于对高精度表面的清洁。
2. 表面改性：激光加工技术通过控制激光能量和加工参数，可以在材料表面形成微细的纳米结构，从而改变表面的特性。
例如，在金属表面形成微细的孔洞结构，可以增加材料的吸光能力和光散射能力，从而提高材料的吸光率、光催化性能等。
此外，激光加工还可用于表面的硬化、弹性变形等改性处理。
3. 表面改良：激光加工技术可以通过在材料表面形成微细的凹凸结构，从而改变表面的光学、电学、磁学等性质，达到对表面的改良。
例如，激光加工可以通过在金属表面形成微细的蜂窝结构，增加金属的表面积，提高金属的阻氧性能和导电性能。
此外，激光加工还可以在材料表面形成纳米级的粗糙结构，增加材料表面的附着力。
4. 表面涂层：激光加工技术可以用于表面涂层的制备。
通过控制激光加工参数，可以将激光能量局部聚焦在材料表面，从而使涂料在激光照射下快速热化和固化。
这种激光加工方法具有高效、快速、均匀的特点，可以制备高质量的涂层。
二、激光加工技术在表面处理中的优势1. 高精度：激光加工技术具有非常高的定位精度和加工精度，可以对表面进行精确的控制和加工。
激光加工可以在微米到纳米级别上进行加工，实现对表面的高精度处理。
2. 高效率：激光加工技术具有高能量密度和高功率密度的特点，能够在瞬时内将材料加热至高温，实现快速加工。
激光机作业中的激光清洗与表面处理技术
激光机作业中的激光清洗与表面处理技术激光清洗与表面处理技术，作为现代激光机作业中的重要组成部分，已经在多个领域得到广泛应用。
激光清洗技术利用激光束的高浓度能量，以非接触方式清除表面的污垢和涂层，具有高效、无损伤和环保等优点。
而激光表面处理技术则可通过调节激光束的参数，实现对材料表面的改性和功能化。
本文将从激光清洗和激光表面处理两个方面介绍其原理、应用以及未来发展方向。
一、激光清洗技术激光清洗技术是利用激光束的高能量密度，将污垢或涂层表面加热瞬间蒸发或熔化，实现无接触地去除。
相比传统清洗方法，激光清洗具有以下优势：1. 高效能：激光束能量密度高，可以快速实现表面清洗，提高作业效率。
2. 无损伤：激光清洗过程中不会对物体表面造成磨损或刮伤，保持材料的原有性能。
3. 环保节能：激光清洗无需使用化学清洗剂，减少了对环境的污染，并且节约了能源资源。
激光清洗技术在多个领域得到了应用，如汽车维修领域中的发动机零件清洗、电子设备制造中的PCB板清洗以及文物保护中的古籍清洗等。
随着激光技术的不断提升和创新，激光清洗技术的应用领域还将进一步扩展。
二、激光表面处理技术激光表面处理技术是指利用激光束对材料表面进行能量输入，实现表面的改性和功能化。
通过调节激光束的参数（能量、功率、波长等），可以实现表面的熔化、蒸发、热化学反应等效应，从而改善材料的性能和功能。
激光表面处理技术的主要应用包括：1. 材料表面改性：激光束的能量输入可以改变材料表面的组织结构，提高材料的硬度、耐磨性等性能。
2. 表面合金化：通过激光加热，将外加的合金元素与基体材料进行熔合，形成硬度高、耐腐蚀的合金表面。
3. 表面纳米结构形成：激光可在材料表面形成纳米颗粒或纳米结构，改变表面的光学特性、润湿性等。
激光表面处理技术的应用领域广泛，如航空航天领域中的发动机叶片涂层、光学玻璃表面处理、生物医学材料的改性等。
随着激光技术的不断发展，激光表面处理技术将进一步加强材料与激光的相互作用，探索更多新的应用领域。
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镀、激光增强诱导化学镀、激光气相沉积、激光材料 改性及激光表面精饰等方面，本文拟对这些应用技 术做简要介绍。
万方数据
Ｐｌａｔｉｎｇ ａｎｄ Ｆｉｎｉｓｈｉｎｇ
１激光强化沉积技术
１．１激光增强电镀
１．２激光增强诱导化学镀
化学镀是在无电流通过的情况下，金属离子在 还原剂作用下通过氧化还原反应在具有催化剂的 金属或非金属表面获得沉积层的方法。利用激光 的热效应和光效应可以增强和激发化学镀的过程。 激光增强诱导化学镀除了具备激光电镀的特点外， 还有以下优点：１）使化学镀在较低的温度下进行， 节省能源。２）延长化学镀液的使用寿命，增加镀液 工作周期。３）工艺简便易行，镀层均匀，装饰性好， 孔隙率低。 利用激光增强诱导化学镀在普通陶瓷基体上 沉积镍，与普通化学镀相比，激光诱导化学镀的沉 积速度提高了两个数量级，镀层表面平滑、结晶颗 粒规则致密¨３｜。某专利¨４１公开了一项利用激光诱 导进行选择性化学镀的方法。该方法是在非金属 基体上光涂布聚乙烯吡咯酮一银胶，然后采用激光辐 射，辐射区的胶体银离子被还原嵌入基体中，再将 未辐射区的胶体银离子洗掉，得到嵌有图形的银离 子基体，然后进行化学镀铜、镍或银，得到微米级图 形化的镀层，线条分辨率达２５肛ｍ，镀层５为２斗ｍ， 附着力符合ＧＢ４６７７．７—８４国家标准。
化特性和机械性能¨－。
气相沉积是制造各种功能薄膜的技术。按成 膜原理可分为物理气相沉积（ＰＶＤ）和化学气相沉 积（ＣＶＤ）。传统的ＰＶＤ技术是使用真空蒸发或溅 射，使镀膜材料汽化在基体表面成膜，加工的基本 环节是将靶材汽化、输送和成膜。采用激光束照射 蒸镀材料，激光高能量使蒸镀材料汽化，然后在基 体上成膜就是激光物理气相沉积技术（ＬＰＶＤ）。由 于激光具有的高能量，能汽化材料的范围很广，包 括非导电陶瓷和高熔点材料，形成对ＰＶＤ技术的强 化。目前利用ＬＰＶＤ技术，已从金属膜沉积发展到 半导体膜、介质膜、非晶态膜、掺杂膜及超硬质膜的
统工艺温度高，一般需１０００ ｏＣ左右，这将导致基体
万方数据Biblioteka ２０１３年１月电镀与精饰
第３５卷第１期（总２３８期）
・１１・
退火软化，因此成膜后必须对零件重新在保护气氛 下（防止ＴｉＮ膜被氧化）淬火及回火，使工艺过程复 杂；而应用ＬＣＶＤ技术不会引起基体硬度降低，使工 艺过程大为简化。ＬＣＶＤ技术应用在切削工具和磨 具制造中，常用的涂层有ＴｉＮ及ＴｉＣ，可以大幅提高 耐磨性能和抗高温氧化性能。 近年来，应用激光强化气相沉积技术，已成功 制造出超硬、耐磨、抗氧化、超导、光敏、磁记录、信 息存储、光电转换及吸收太阳能等各种功能涂层， 应用在宇航、自动化、微电子制造及核能利用等领 域，对现代高端科学技术的发展起着十分重要的 作用‘１引。
１．３激光气相沉积
１９７８年，美国ＩＢＭ公司首先把激光引入电镀技 术中。研究发现，将微米级激光束照射电沉积过程 的阴极表面，可以提高金属的沉积速度。之后，美 国、德国及日本等国家的研究者又陆续将喷射强化 电镀技术和激光脉冲技术结合起来，在电镀生产中 应用并发表专利，逐渐形成了一种新的激光增强电 镀技术‘１。２１。 激光增强电镀技术具有以下特点：１）沉积速度 快。激光增强电镀将电解液与激光束同步射向阴 极表面，使电沉积过程的传质速度大幅提高，缩小 了阴极表面扩散层厚度，镀层沉积速度超过常规电 镀。如激光电镀时，镀铜１０ｌｘｍ／ｓ、镀金１ Ｉｘｍ／ｓ，激 光喷射电镀时，镀铜５０斗ｎ∥ｓ、镀金１０
引
言
激光是人类在２０世纪继原子能、计算机和半导
优点和发展潜力的新兴技术，已成功地应用在医 学、军事、通讯、印刷、微电子、农业育种及基础科学 研究等方面，提高了制造业的加工水平和产品性 能，影响并改善着人们的生活。在表面处理技术领 域，将激光技术与传统加工技术相结合的应用成果
也呈现逐步上升的趋势，突出地表现在激光增强电
韧性。［１９］
激光表面合金化是在高温状态下形成的。加 工过程首先是将欲添加的合金成分通过电镀、热喷 涂或气相沉积等方式涂覆于基体表面；也可以采用 气体将合金成分的细粉直接喷射在基体表面，然后 进行激光束扫描，功率密度为１００ ＭＷ／ｍ２～ １０ＧＷ／ｍ２，利用高温将合金材料熔化，冷却后形成 了合金表面。很明显，这与电镀合金镀层不同。激 光表面合金化生成的合金层是在高温熔融状态下 形成的共熔体，合金层组织结构为平衡的金相组 织，合金层与基体间呈纯粹的冶金结合，有极强的 结合力。此外，激光表面合金化制备的合金层种类 更宽泛，熔池深度可达０．５—２．０ｍｍ，材料表面耐磨 性能和耐腐蚀性能更为优异。２０钢加入Ｎｉ和ＷＣ
ｐ．ｍ／ｓ旧。４ Ｊ。
２）激光束能提高电沉积过程中晶核生成速度，使镀 层结晶更细微致密，提高了镀层的力学性能。３）激 光束的局部热效应可以进一步净化阴极表面，增强 镀层与基体的结合力。４）由于激光束的强聚焦能 力，可以实现用计算机控制激光束的运动轨迹，得 到复杂图形的无屏蔽镀层。上述特点使传统电镀 的加工水平和镀层性能得到了提高。 在４５钢表面进行激光强化镀镍，与普通镀镍相 比，镀层硬度提高２００ＨＶ，耐磨性能提高１．５倍，镀 层残余应力降低２００ ＭＰａ，镀层与基体结合强度很 高瞪］。有研究显示，在常温及无搅拌情况下，采用 ＣＯ：激光，功率密度为２００ｋＷ／ｍ２，以为１ Ａ／ｄｍ２，ｔ 为１ ｍｉｎ，镍镀层沉积速度为４．２５ ｎｍ／ｓ，表面Ｒａ由 ０．３７斗ｍ变为Ｏ．１４ ｐｍ，镀层平整，结晶细致，抗蚀能 力得到了提高∞』。此外，把激光强化应用在纳米微 粒复合电刷镀技术中，能提高纳米微粒在镀层中的 质量分数，降低镀层的应力，使镀层具有更好的理
ｔｏ
ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｐｏｓｓｅｓｓｅｓ
ａ
ｃｌｅａｎ，ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ
ｆｒｉｅｎｄｌｙ，
ｈｉｇｈ ｅｆｆｉｃｉｅｎｔ ａｎｄ ｅａｓｙ
ａｕｔｏｍａｔｅ．Ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ，ｔｈｅ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ ｏｆ ｌａｓｅｒ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｉｎ ｅｌｅｃｔｒｏｐｌａｔｉｎｇ，
制造‘１５‘１ ６｜。
应用激光技术实现无屏蔽、无接触式的局部电 镀，实现了对传统电镀工艺的突破。在微电子元 件、电脑元件及大规模集成电路制造和维修中意义 重大。目前，应用激光电镀技术已经能在各种基体 材料上无掩膜屏蔽镀覆良好的铜、金、镍及铂等局 部镀层，代替了传统加工时需要局部屏蔽或全部镀 覆后再刻蚀掉非工作面的加工方法，为微电子制造 开辟了一条经济、有效和便捷的加工途径¨。１
２｜。
利用激光对传统化学气相沉积进行强化称为 激光化学气相沉积（ＬＣＶＤ），其原理是利用激光能 量诱导化学反应，产生游离状原子或分子沉积在基 体表面形成薄膜。ＬＣＶＤ技术的优点是低温、选择 性好、分辨率高、沉积速度快及不损伤基体等［１
７｜。
举例说，用传统方法在工具钢表面沉积高硬度的 ＴｉＮ薄膜可以大幅提高零件的使用寿命；但由于传
层，是热熔法所不及的。
２激光材料表面改性
为了满足现代制造业对材料表面各种性能的 需要，表面改性技术应运而生且得到不断发展。在 各种改性技术中，激光表面改性独具特色。激光束 具有高亮度、高单色性和高相干性，功率密度可达ｌ ＰＷ／ｍ２，当材料表面受到高能束激光辐射时，吸收 光子的能量转化为热量，表面温度升高，在不同温 度下，材料表面会出现固态相变、熔化、汽化及等离 子现象¨’１９ｊ。经历了迅速升温和急骤冷却的过程之 后，会发生晶粒细化和相变硬化，能有效地提高表 面硬度、耐磨性、耐腐蚀性及抗疲劳性。 ２．１激光表面淬火 表面淬火是激光用于材料表面加工最早也最 成熟的加工技术。激光表面淬火是将聚焦的激光 束对零件表面迅速加热，使材料表层快速升温至相 变临界温度以上，使内部组织转变为细小的奥氏体 组织，而材料内部仍在相变温度以下，保持原有的 组织状态。自激冷却后，工件表层获得细致的马氏 体组织，从而提高了表面硬度和耐磨性，而零件内 部基体没有发生改变，仍然保持原有的强度和
体之后的又一重大发明。激光是一种受激辐射相 干光源，其形成是在一定条件下，光电磁场和激光 工作物质相互作用，以及光学谐振的选模作用的结 果¨Ｊ，是清洁、环保的新型能源。激光加工技术由 于具有传统加工方法无可比拟的优点旧Ｊ，受到世界 工业发达国家的重视，我国的激光应用研究开始于 ２０世纪６０年代。半个多世纪以来，这门具有多种
阔前景。
关键词：激光束；电镀；化学镀；气相沉积；材料改性；表面精饰；ｂ－ｙ－应用
中图分类号：ＴＧｌ７４．４ 文献标识码：Ｂ
Ｄｉｓｃｕｓｓｉｏｎ
ｏｎ
ｔｈｅ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ ｏｆ Ｌａｓｅｒ Ｓｕｒｆａｃｅ
Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
ＷＡＮＧ
（Ｔｉａｎｊｉｎ
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｌａｓｅｒ ｉｓ
ｏｎｅ
Ｈｏｎｇ—ｋｕｉ
Ｂｉｃｙｃｌｅ Ｆａｃｔｏｒｙ
Ｎｏ．３，Ｔｉａｎｊｉｎ ３００１６３，Ｃｈｉｎａ）
ｏｆ ｔｈｅ ｎｅｗ ｅｎｅｒｇｙ ｕｓｉｎｇ ｆｏｒ ｈｉｇｈ ｅｎｅｒｇｙ ｄｅｎｓｉｔｙ ｂｅａｍ ｐｒｏｃｅｓｓ．Ｌａｓｅｒ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ
ｖｅｒｙ ｗｉｄｅ ｒａｎｇｅ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｓｉｎｃｅ ｉｔｓ ａｄｖａｎｔａｇｅｓ ｉｎ
成对从业者的危害，激光淬火完全避免了这些情况 的发生。此外，由于激光淬火升温快、冷却快，避免 了传统热处理工艺容易造成工件变形、开裂和尺寸 超差的弊病。对要求变形量小的复杂结构零件，尤 其是盲孔、深槽、尖角、微小区域及刀具刃部，处理 后可直接使用。激光淬火常用于模具、齿轮及轴类 等的表面强化ｕ９｜，相对于传统工艺，表面硬度可提 高５％～１０％，耐磨性能可提高２—５倍。 ２．２激光表面合金化 表面合金化的目的是使材料表面获得各种合 金材料的优越性能，这是节约贵重金属、提高产品 零件性价比的有效途径。使材料表面合金化的方 法有电沉积法和热熔法啪Ｊ。激光表面合金化是热 熔法，电镀合金镀层和激光表面合金化的工艺特点 及合金层结构可谓各有千秋，呈现出不同的品貌。 用电镀法制备合金镀层的历史已经很久了。 研究过的合金镀层有２００多种，但应用于工业生产 的只有十分之一左右。电镀合金层较薄，一般在 １００斗ｍ以下，镀层与基体的结合力受电沉积过程， 包括前处理中诸多因素的影响。合金镀层是非平 衡状态下的金相结织，甚至形成非晶态组织。在不 同工艺条件下电沉积同一组成的合金，其金相组织 也可能不同，这是因为电镀液工作温度通常在 １００℃以下，远低于金属的熔点。而且，镀液成分、 温度和电流密度等工艺条件也会对镀层组织结构 产生影响。镀层中可能有金属间化合物，还可能出 现固溶体的组成区域扩散等旧１｜。电镀法的优势在 于可以制备熔点相差较大及性能优异的非晶合金