一种多晶轧制铜薄膜疲劳损伤激光冲击愈合方法技术

本发明专利技术涉及一种多晶轧制铜薄膜疲劳损伤激光冲击愈合方法，其步骤为：A）提供激光冲击愈合装置，激光冲击愈合装置包括脉冲激光器，光路转换装置，培养皿和金属基体；光路转换装置包括反光镜调节装置以及凸透镜调节装置；B）对多晶铜薄膜材料表面喷涂不溶于水的黑色涂料，将材料固定在金属基体上，使得铜薄膜材料表面能与激光器发出的激光束相对；C）将固定铜薄膜材料的金属基体放入培养皿当中，培养皿中注入水；D）控制激光光斑的冲击位置以及大小；E）激光经过光路转换装置中的反光镜和凸透镜穿过水层照射到涂覆层上；F）薄膜材料清洗干净。本发明专利技术在材料表面上产生一层5微米左右的致密层，大幅度提高疲劳损伤后铜薄膜材料的疲劳寿命。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及机械制造与激光加工应用
，特指一种激光冲击愈合多晶轧制铜薄膜疲劳损伤的方法。
技术介绍
激光冲击技术，是利用激光诱导冲击波来强化金属表面的一种新技术，属于激光表面处理多种应用中的一种。其原理是当短脉冲高峰值功率密度的激光辐射金属表面时，金属表面吸收层(涂覆层)吸收激光能量发生爆炸性汽化蒸发，产生高压(GPa)等离子体，该等离子体受到约束层的约束爆炸时产生高压冲击波，作用于金属表面并向内部传播。在材料表层形成致密、稳定的位错结构的同时，使材料表层产生应变硬化，显著地提高材料的抗应力腐蚀和抗疲劳等性能。近年来，铜微薄膜在娃集成电路与MEMS (Micro-Electro-Mechanical system,微电子机械系统)器件中得到广泛应用。铜薄膜构件经常因承受循环应力作用而发生疲劳失效，其疲劳寿命直接制约了 MEMS器件的长期可靠服役。鉴于在铜微薄膜构件应用的广泛性和特殊性，有必要设计一种有效方式愈合微薄膜构件积累的疲劳损伤，这对于延长MEMS器件的使用寿命意义重大。
技术实现思路
本专利技术的目的是解决多晶铜薄膜材料疲劳损伤愈合的问题，提供一种新型的激光冲击愈合损伤本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多晶轧制铜薄膜疲劳损伤激光冲击愈合方法，其步骤为：A）提供激光冲击愈合装置，所述激光冲击愈合装置包括脉冲激光器，光路转换装置，培养皿和金属基体；所述光路转换装置包括反光镜调节装置以及凸透镜调节装置；B）对存在疲劳损伤的多晶轧制铜薄膜材料表面喷涂不溶于水的黑色涂料以增强材料对激光能量的吸收，将材料固定在金属基体上，使得多晶轧制铜薄膜材料表面能与激光器发出的激光束相对；C）将固定多晶轧制铜薄膜材料的金属基体放入培养皿当中，培养皿中注入水，水层作为激光冲击愈合过程中的约束层；D）根据激光器指示光路调整光路转换装置，并移动培养皿的位置，来控制激光光斑的冲击位置，通过调节凸透镜与多晶轧制铜薄膜材料的...

【技术特征摘要】
1.一种多晶轧制铜薄膜疲劳损伤激光冲击愈合方法，其步骤为: A)提供激光冲击愈合装置，所述激光冲击愈合装置包括脉冲激光器，光路转换装置，培养皿和金属基体；所述光路转换装置包括反光镜调节装置以及凸透镜调节装置； B)对存在疲劳损伤的多晶轧制铜薄膜材料表面喷涂不溶于水的黑色涂料以增强材料对激光能量的吸收，将材料固定在金属基体上，使得多晶轧制铜薄膜材料表面能与激光器发出的激光束相对； C)将固定多晶轧制铜薄膜材料的金属基体放入培养皿当中，培养皿中注入水，水层作为激光冲击愈合过程中的约束层； D)根据激光器指示光路调整光路转换装置，并移动培养皿的位置，来控制激光光斑的冲击位置，通过调节凸透镜与多晶轧制铜薄膜材料的之间的距离控制焦距，来控制激光光斑，光斑宽度为1-2毫米； E)通过激光器控制系统控制单脉冲能量和脉冲个数，单个脉冲的能量为300-750毫焦，...

【专利技术属性】
技术研发人员：尚德广，刘小冬，靳佳，王露，张立红，郭毓博，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：发明
国别省市：