激光表面处理对金属基复合材料耐蚀性能的影响.pdf

。。。。。。秀 。 秀 。 发展论坛 。 秀 。 秀。。。。。。 激光表面处理对金属基复合材料耐蚀性能的影响 张吉秀，胡 津，孔令超 （哈尔滨工业大学材料科学与工程学院，黑龙江 哈尔滨 15000 1 ） ［摘 要］ 综述了国内外有关激光表面处理改善金属基复合材料耐蚀性的研究现状，从激光表 面熔凝、表面合金化以及表面熔覆等几个方面论述了激光表面处理对金属基复合材料耐蚀行为的影 响规律和特点，并讨论了激光参数对金属基复合材料表面处理的影响。研究结果表明，激光表面熔凝 可能导致某些金属间化合物和部分增强体分解，减少在复合材料组织中形成原电池从而加速材料腐 蚀的机会；激光表面合金化是用激光将涂覆在复合材料表面少量的合金元素熔化，在快冷后形成不同 于基体的耐蚀性较高的合金化表面层；激光表面熔覆则是在基体表面形成一层较厚的涂覆合金层，表 面的合金层将基体与腐蚀介质隔绝开，从而提高材料的耐蚀性。利用激光表面处理改善金属基复合 材料的耐蚀性是一种较为有效的方法。 ［关键词］ 激光表面处理；金属基复合材料；耐蚀性 ［中图分类号］ TG174 . 4 ［文献标识码］ A ［文章编号］ 100 1 - 1560 （2005 ）11 - 0040 - 04 0 引 言 能量提高，并转化为晶格振动能即产生热量。由于 光子穿透金属的能力极低，故能量集中在金属表 由于铝基复合材料（MMC ）具有比强度高、比 面，表层温度会迅速升高，随后以1. 0 105 ~ 1. 0 刚度高、耐磨性好、导热性好，热膨胀系数小等优 8 点［1］，在航空、航天等领域中具有广阔的应用前 10 C/ S 的冷却速度快速冷却，材料表面形成成 景［2 ~ 7 ］。1981 年美国国家航空和宇宙航行局 分均匀的细晶结构，从而提高金属基复合材料的耐 （NASA ）在“哥伦比亚”号航天飞机上首次使用了 蚀性。根据表面有无涂覆合金元素以及合金元素 硼纤维增强铝基复合材料来制造航天飞机中部的 的多少、合金元素的组成形式，激光处理技术可分 货舱架，随后日本有应用报道，我国也进入实用化 为激光表面熔凝、激光表面合金化、激光表面熔覆 阶段。 3 种。 增强体的加入使复合材料的性能得到大幅度 的提高，同时又降低了材料组织的均一性，从而导 1 激光表面熔凝（LSM ） 致金属基复合材料的耐蚀性下降。金属基复合材 料的不断发展，必将应用于更加复杂苛刻的使用环 激光表面熔凝技术是用高能量密度激光束扫 境，因而对其腐蚀性能方面的要求也将越来越高。 过材料表面，使之发生局部熔化后急速冷却的技 近年来，对金属基复合材料腐蚀机理及防腐蚀措施 术。 的研究较多［8 ~ 13 ］，其中激光对金属基复合材料进 利用激光熔凝技术改善复合材料耐蚀性的机 行表面处理被认为是提高材料抗腐蚀性能的一种 理在于利用激光对金属基复合材料进行表面照射， 有效途径。 从而导致某些金属间化合物和部分增强体分解，减 激光表面处理改善金属基复合材料是利用光 少在复合材料组织中形成原电池从而加速材料的 子与金属中的自由电子相互碰撞时，金属导带电子 腐蚀。同时，在材料表面形成一个以基体为主要成 分的组织均一的薄层，借助于