激光冲击氧化石墨烯涂层的表面强化方法技术

本发明专利技术公开了一种激光冲击氧化石墨烯涂层的表面强化方法，包括以下步骤：将石墨烯、氧化石墨烯或两者的混合物溶液涂抹到需要强化的材料基体表面，形成涂层；在涂层上设置铝箔作为吸收层；在吸收层上设置光学玻璃或硅胶作为约束层；用脉冲激光对吸收层进行激光冲击扫描，激光穿过约束层照射到吸收层上，吸收层吸收激光能量迅速气化同时形成大量的高温高压等离子体，等离子体快速膨胀形成高强度的冲击波，冲击波作用于涂层，部分涂层被冲击波压入到材料基体表层，部分涂层紧密作用并贴合到材料基体表层；将激光冲击后的材料基体自然冷却到室温，去除材料基体上的残留物，得到表面强化好的材料基体。

Surface strengthening method of laser shock oxidation graphene coating

The invention discloses a surface strengthening method for laser shock of graphene oxide coating, which comprises the following steps: the mixture solution of graphene, graphene oxide or both onto the surface, forming material matrix strengthening coating; setting aluminum foil as the absorbing layer on the coating; optical glass or silica gel as a constraint in the absorption layer layer; laser scanning on the shock absorption layer by pulsed laser, laser irradiation to the absorption layer through the constrained layer, absorbing layer absorbs laser energy rapidly while the formation of high temperature and high pressure plasma gasification of plasma, the rapid expansion of the formation of shock waves of high strength, shock waves in the coating, coating is part of the shock wave pressure into the substrate surface, the coating part closely attached to the substrate surface and the substrate material; laser shock after natural cooling to At room temperature, the residue on the substrate is removed to obtain the material matrix with good surface strengthening.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及表面强化
，尤其涉及一种激光冲击氧化石墨烯涂层的表面强化方法。
技术介绍
石墨烯(Graphene)是由碳原子组成的只有一层原子厚度的二维晶体。2004年，英国曼彻斯特大学物理学家安德烈·盖姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫，成功从石墨中分离出石墨烯，证实它可以单独存在，两人也因此共同获得2010年诺贝尔物理学奖。在2015年末硼烯发现之前，石墨烯既是最薄的材料，也是最强韧的材料，断裂强度比最好的钢材还要高200倍。同时它又有很好的弹性，拉伸幅度能达到自身尺寸的20％。它是目前自然界最薄、强度最高的材料，如果用一块面积1平方米的石墨烯做成吊床，本身重量不足1毫克便可以承受一只一千克的猫。在运动副和磨损较为剧烈的表面，单独使用石墨烯涂覆层有很多不利之处。比如结合力弱，涂层维持完整性较为困难等。因此人们考虑采用预置粉末激光熔敷的办法将石墨烯添加到零件的表层材料中，制备了石墨烯复合材料熔敷涂层。但在某些情况下激光熔敷，由于热影响较大，熔敷表面粗糙等原因并不适用。表面强化技术在各领域都具有重要意义，它能够改善机械零件和构件表面性能，它能够提高疲劳强度和耐磨性能，表面强化有时还能提本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种激光冲击氧化石墨烯涂层的表面强化方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤(1)：将石墨烯、氧化石墨烯或两者的混合物溶液涂抹到需要强化的材料基体表面，形成涂层；步骤(2)：在涂层上设置铝箔作为吸收层；步骤(3)：在吸收层上设置光学玻璃或硅胶作为约束层；步骤(4)：用脉冲激光对涂层进行激光冲击扫描，激光冲击强化的原理是：用脉冲激光对吸收层进行激光冲击扫描，激光穿过约束层照射到吸收层上，吸收层吸收激光能量迅速气化同时形成大量的高温高压等离子体，等离子体快速膨胀形成高强度的冲击波，冲击波作用于涂层，部分涂层被冲击波压入到材料基体表层，部分涂层紧密作用并贴合到材料基体表层，对材料基体表面起强化作用；步骤...

【技术特征摘要】
1.一种激光冲击氧化石墨烯涂层的表面强化方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤(1)：将石墨烯、氧化石墨烯或两者的混合物溶液涂抹到需要强化的材料基体表面，形成涂层；步骤(2)：在涂层上设置铝箔作为吸收层；步骤(3)：在吸收层上设置光学玻璃或硅胶作为约束层；步骤(4)：用脉冲激光对涂层进行激光冲击扫描，激光冲击强化的原理是：用脉冲激光对吸收层进行激光冲击扫描，激光穿过约束层照射到吸收层上，吸收层吸收激光能量迅速气化同时形成大量的高温高压等离子体，等离子体快速膨胀形成高强度的冲击波，冲击波作用于涂层，部分涂层被冲击波压入到材料基体表层，部分涂层紧密作用并贴合到材料基体表层，对材料基体表面起强化作用；步骤(5)：将激光冲击后的材料基体自然冷却到室温，然后去除材料基体上残留的约束层和吸收层，得到表面强化好的材料基体。2.根据权利要求1所述的激光冲击氧化石墨烯涂层的表面强化方法，其特征在于：步骤(1)中所述的涂层的厚度为20-60微米。3.根据权利要求1所述的激光冲击氧化石...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡增荣，詹耀辉，林栋，陈长军，徐家乐，郭华锋，张敏，王晓南，孙茜，
申请(专利权)人：苏州大学张家港工业技术研究院，
类型：发明
国别省市：江苏;32