侵权投诉
订阅
纠错
加入自媒体

激光加工中光化学作用的检测方法分析

2013-03-03 00:05
老猫
关注

  研究248nmKrF准分子激光微细加工聚合物材料的过程中,对PMMA、PTFE等聚合物材料刻蚀前后的拉曼光谱进行分析,发现了PTFE在激光刻蚀后出现了由C=C引起的宽带结构,对应了不同链长和化学式的含氟多烯化合物。姬亚玲在研究准分子激光改性聚合物过程中,对PVDF等材料激光辐照前后的表面采用XRD分析和拉曼光谱检测,发现激光辐照后PVDF样品出现了新的拉曼峰等明显的变化,再用红外光谱检测分析发现激光作用前后PVDF的晶相、化学组分发生了改变;证实248nmKrF准分子激光与PVDF发生了光化学反应,最终导致了PVDF聚合物材料的化学键和分子结构都发生了变化(如图1)。利用光谱检测和X射线衍射分析研究结构变化在激光加工各种高分子材料、晶体材料透明介质的加工中得到广泛应用。

激光辐照前后PVDF样品的光谱图

图1 激光辐照前后PVDF样品的光谱图

  晶体的掺杂纯度、结晶质量、材料分子结构等对光谱的检测结果有重要影响,分子中原子核间的相对振动和转动所对应的能级差太小使光谱结果难以辨别,当激光作用于材料的厚度有限时使X射线衍射结果会变得更“迟钝”。由于绝大多数激光器光斑能量高斯分布的特点,研究光化学作用致材料的结构变化一般采用多组不同能量密度或刻蚀区不同位置多点对比分析的方法,研究表明,激光加工时能量密度在材料破坏阈值附近检测到的材料结构或物相的变化更倾向于光化学作用所致。

  1.2 加工表面组成成分变化的检测分析

  激光光化学作用过程中,激光参数、环境参数、材料特性等直接决定了中间产物及最终产物的成分及种类,当光化学作用未使聚合物主链发生结构和成分变化时,光谱图难以分析,此时,对光化学作用的深入研究可借助能谱分析或电子探针分析的方法,对激光加工前后材料的化学组成和元素价态的检测分析。

  对波长为248nm的准分子激光不同能量密度下刻蚀的PMMA表面的XPS谱分析发现:随着激光能量密度的增大,刻蚀后的表面碳含量降低,氧含量增加,证明了其刻蚀过程是一个释放碳原子的过程;XPS谱峰的分析表明:激光入射能量逐渐增大,PMMA主链中-CH2-或者支链中的-CH3光致断裂逃逸的概率更大;对氧元素的谱峰分析证明了随着入射激光能量密度的增大,C-O键比C-O键更加容易断裂。同样的方法对PTFE的分析证明了248nm准分子激光对PTFE刻蚀加工的释氟效应;对PMMA和PTFE的分子结构和能级跃迁特点的理论分析与XPS分析结果吻合一致证明了光化学作用的材料加工机理,对激光辐照前后PVDF的XPS谱分析发现激光辐照后PVDF中F元素含量减少,与之相连的C含量也明显降低,并证明了苯环结构的存在;表明激光辐照PVDF发生了光化学反应,使其C-F键断裂,并生成了石墨,此外,研究者也利用能谱检测和电子探针分析激光对橡胶、陶瓷、薄膜材料的光化学作用加工机理进行了分析研究。

<上一页  1  2  3  4  5  下一页>  
声明: 本文由入驻维科号的作者撰写,观点仅代表作者本人,不代表OFweek立场。如有侵权或其他问题,请联系举报。

发表评论

0条评论,0人参与

请输入评论内容...

请输入评论/评论长度6~500个字

您提交的评论过于频繁,请输入验证码继续

暂无评论

暂无评论

文章纠错
x
*文字标题:
*纠错内容:
联系邮箱:
*验 证 码:

粤公网安备 44030502002758号