金屬玻璃是一類兼有金屬與玻璃優(yōu)異力學性能的新型非晶材料,具有短程有序、長程無序的微觀原子排布規(guī)律。自20世紀60年代首次被制備出以來,金屬玻璃在材料合成與應用方面取得了迅猛的發(fā)展。在應用過程中,金屬玻璃具有減摩功能性的需求,如用作人工關節(jié)植入體的金屬玻璃材料在表面引入織構可顯著提高其耐磨性,這可以有效降低人工關節(jié)在使用過程中因劇烈磨損而失效的風險。在此背景下,開發(fā)出具有高形狀精度與高表面質量的減摩織構制備方法,不僅有利于提高金屬玻璃表面減摩織構設計和制造的研究水平,也能夠有效促進金屬玻璃的實際應用。為了在金屬玻璃表面制備出功能性減摩織構,本文分析比較了目前常用的表面織構加工技術的優(yōu)缺點,其中超快激光加工方法具有靈活高效且能夠實現相對冷加工的特性,適宜用于加工金屬玻璃表面減摩織構。然而超快激光加工金屬玻璃時會在加工區(qū)域留有缺陷,同時影響表面織構的輪廓精度。為了進一步提高金屬玻璃表面織構的加工質量,本文采用飛秒激光雙脈沖加工技術實現了質量可控的微織構制備,其主要原理為調整兩個脈沖的延遲時間以實現飛秒激光的時域調控。本論文的主要研究內容與結論如下:（1）研究了飛秒激光雙脈沖作用下金屬玻璃表面... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學黑龍江省211工程院校985工程院校

【文章頁數】：70 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 課題背景及研究的目的和意義
    1.2 金屬玻璃表面減摩織構的設計與加工方法
        1.2.1 表面減摩織構的設計研究
        1.2.2 金屬玻璃減摩織構的加工方法
    1.3 飛秒激光及雙脈沖加工金屬玻璃的研究現狀
        1.3.1 飛秒激光對金屬玻璃的燒蝕特性研究
        1.3.2 飛秒激光雙脈沖加工技術研究現狀
        1.3.3 研究現狀簡析
    1.4 本課題研究內容以及研究方案
        1.4.1 本課題主要研究內容
        1.4.2 研究方案
第2章 飛秒激光雙脈沖燒蝕金屬玻璃實驗與機理研究
    2.1 引言
    2.2 金屬玻璃表面飛秒激光雙脈沖燒蝕實驗
        2.2.1 實驗條件
        2.2.2 脈沖延遲時間對燒蝕形貌與燒蝕深度的影響
        2.2.3 飛秒激光雙脈沖重復掃描次數對燒蝕形貌的影響
        2.2.4 飛秒激光兩脈沖能量比對燒蝕形貌和燒蝕深度的影響
    2.3 飛秒激光雙脈沖燒蝕鋯基金屬玻璃機理分析
        2.3.1 飛秒激光雙脈沖對金屬玻璃材料燒蝕形貌影響的機理分析
        2.3.2 飛秒激光雙脈沖對金屬玻璃材料燒蝕效率影響的機理分析
    2.4 本章小結
第3章 金屬玻璃減摩織構的仿真設計研究
    3.1 引言
    3.2 金屬玻璃表面減摩織構仿真設計
        3.2.1 表面微織構潤滑模型建立
        3.2.2 模型初始條件與邊界條件
    3.3 仿真結果及分析
        3.3.1 織構表面輪廓參數對摩擦系數的影響
        3.3.2 織構內部輪廓參數對摩擦系數的影響
        3.3.3 粗糙度參數對摩擦系數的影響
    3.4 本章小結
第4章 金屬玻璃減摩織構的可控制備與減摩性能實驗研究
    4.1 引言
    4.2 飛秒激光雙脈沖可控制備金屬玻璃減摩織構的工藝研究
        4.2.1 金屬玻璃減摩微織構的制備方案
        4.2.2 飛秒激光雙脈沖與單脈沖制備的微織構形貌對比
        4.2.3 飛秒激光雙脈沖二次復合加工的織構形貌
        4.2.4 飛秒激光變能量掃描加工不同內部輪廓的織構
    4.3 金屬玻璃表面減摩織構的摩擦磨損實驗研究
        4.3.1 摩擦磨損實驗裝置與實驗條件
        4.3.2 表面織構化金屬玻璃磨損形貌分析
        4.3.3 不同參數織構的減摩性能研究
    4.4 本章小結
結論
參考文獻
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
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[2]非晶態(tài)物質的本質和特性[J]. 汪衛(wèi)華.  物理學進展. 2013(05)
[3]Effects of femtosecond laser ablation on the surface morphology and microstructure of a bulk TiCuPdZr glass alloy[J]. WANG Hongshuia, LIANG Chunyonga, CHEN Xueguanga, WANG Leia, YANG Yangb, YANG Jianjunb, ZHU Shenglic, and LI Changyida School of Materials Science and Engineering, Hebei University of Technology, Tianjin 300130, China b Key Laboratory of the Ministry of Education of China for Opto-electronic Information Science and Technology, Institute of Modern Optics, Nankai University, Tianjin 300071, China c School of Materials Science and Engineering, Tianjin University, Tianjin 300072, China d Stomatological Hospital, Tianjin Medical University , Tianjin 300070, China.  Rare Metals. 2009(03)
[4]聚焦離子束加工技術及其應用[J]. 馬向國,顧文琪.  微納電子技術. 2005(12)
[5]飛秒激光超精細“冷”加工技術及其應用（I）[J]. 楊建軍.  激光與光電子學進展. 2004(03)

博士論文
[1]織構化表面的潤滑計算模型及減摩特性研究[D]. 馬晨波.中國礦業(yè)大學 2010

碩士論文
[1]橢圓形微凹坑對流體動壓潤滑性能影響的研究[D]. 孫子炎.南京航空航天大學 2016
[2]表面微織構的數學模型及其彈流潤滑性能研究[D]. 朱亞瓊.大連海事大學 2015



本文編號：3638041