交替式规整三维梯度纳米结构的制造方法技术

本发明专利技术公开了一种交替式规整三维梯度纳米结构的制造方法，包含以下步骤：(1)将待强化工件放置于工作平台上，并在工件上表面铺设约束层；(2)开启微型鼓风机，吹扫保护镜下表面；(3)开启脉冲激光器，设定工艺参数，并发射脉冲激光束，激光束经由反射镜、聚焦镜、保护镜及网状结构件作用于待强化工件表面；(4)重复步骤(1)～(3)，实现对工件不同区域的激光冲击强化。本发明专利技术可实现工件表面及厚度三维方向晶粒尺寸的连续梯度变化，获得交替式规整三维梯度纳米结构，在显著提升材料的强度的同时，还将进一步提升材料的延展性，进而提升工件的综合力学性能，本发明专利技术操作简单，成本低廉，可靠性高，适用于工程规模化推广及应用。

【技术实现步骤摘要】
交替式规整三维梯度纳米结构的制造方法
本专利技术涉及材料表面改性
，具体涉及一种交替式规整三维梯度纳米结构的制造方法。
技术介绍
相比于非金属材料，现阶段制约金属材料在工程领域广泛应用的主要原因是无法实现金属材料的强韧结合。一般而言，金属材料要想通过表面改性实现良好韧性，一方面需要在材料厚度方向产生梯度分布的纳米孪晶，另一方面还需要在材料表面产生压应力。激光冲击是一种卓越的表面改性方法，借助于激光器发射的高频脉冲激光束可在待强化的金属构件表面形成GPa级别的冲击波压力，使得材料内部微裂纹钝化甚至闭合，能够有效抑制材料内部裂纹的萌生及扩展，显著提升材料的表面强度，但激光冲击在提升材料强度的同时，往往会降低材料的延展性，因此如何在不牺牲材料延展性的同时，显著提升材料的强度，这是制约激光冲击在表面改性工程领域进一步应用的主要技术瓶颈之一。相关领域学者针对激光冲击强化开展了一系列研究，如公开号为CN102492805A的中国专利，采用深冷激光冲击金属材料的方法，在液氮超低温环境中采用激光冲击金属材料，显著提升了材料的强度和韧性，但也存在着本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种交替式规整三维梯度纳米结构的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：/n(1)将待强化工件放置于工作平台上，并在工件上表面铺设约束层；/n(2)开启微型鼓风机，吹扫保护镜下表面；/n(3)开启脉冲激光器，设定工艺参数，并发射脉冲激光束，激光束经由反射镜、聚焦镜、保护镜及网状结构件作用于待强化工件表面；/n(4)重复步骤(1)～(3)，实现对工件不同区域的激光冲击强化。/n

【技术特征摘要】
1.一种交替式规整三维梯度纳米结构的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将待强化工件放置于工作平台上，并在工件上表面铺设约束层；
(2)开启微型鼓风机，吹扫保护镜下表面；
(3)开启脉冲激光器，设定工艺参数，并发射脉冲激光束，激光束经由反射镜、聚焦镜、保护镜及网状结构件作用于待强化工件表面；
(4)重复步骤(1)～(3)，实现对工件不同区域的激光冲击强化。


2.根据权利要求1所述的交替式规整三维梯度纳米结构的制造方法，其特征在于：所述步骤(1)中，工作平台包括移动的工作平台和固定的工作平台；所述移动的工作平台包括XY平面双向移动的工作平台或XYZ空间三向移动的工作平台，通过工作平台的移动实现对工件不同区域的强化。


3.根据权利要求1或2所述的交替式规整三维梯度纳米结构的制造方法，其特征在于：所述步骤(1)中，约束层的种类为水、硅油、BK-7玻璃或石英玻璃。


4.根据权利要求1或2所述的交替式规整三维梯度纳米结构的制造方法，其特征在于：所述步骤(2)中，微型鼓风机用于产生并引流暖及冷气流，吹扫飞溅物，改变飞溅物的溅射路径，防止飞溅物对保护镜的直接损害，微型鼓风机的出风速度可控，出风方向可控。


5.根据权利要求3所述的交替式规整三维梯度纳米结构的制造方法，其特征在于：所述步骤(2)中，微型鼓风机用于产生并引流暖及冷气流，吹扫飞溅物，改变飞溅物的溅射路径，防止飞溅物对保护镜的直...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡耀武，刘胜，张啸寒，刘健，
申请(专利权)人：武汉大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42