ORNL团队利用纳秒脉冲激光加工处理，大幅提升汽车部件耐腐蚀性

2021-09-29 11:03

对于用于车辆和飞机的材料来说，长期的防腐性能与表现是非常关键的，这可以确保在极端操作条件下的结构完整性。

美国能源部橡树岭国家实验室(Oak Ridge National Laboratory)的一个多学科科学家团队应用了一种激光干涉结构(简称LIS)技术，可以不再使用某些传统方法中涉及到的危险化学品（如六价铬、硫酸等）。

该团队的技术人员Mike Stephens主导完成了一个利用LIS在汽车应用中进行粘接的项目。他们完成了一项精细的任务，即在经过不同处理的合金薄板上，按照严格的国防部要求喷涂底漆和面漆。

实验中，他们将一束纳秒脉冲激光的主光束分裂成两束，并将它们聚焦在试样表面的同一点上，从而对铝合金薄板进行处理。该工艺使周期性结构的表面变得粗糙，改变了表面化学性质和亚表面微观结构。

然后，他将样本暴露在2000小时的盐雾中，以检测多个不同时段的耐腐蚀性。据其观察反馈，激光干涉处理的基底表现出更高的耐腐蚀性，而这要归功于富铜沉淀的溶解。

然而，在涂有底漆或底漆和面漆的样品上，LIS的效果不如化学溶剂技术，一些样品在盐雾暴露96小时内出现水泡。然而，这些水泡很小，经过数百小时的暴露仍保持稳定。

研究小组测试了第二组样品，这些样品在涂底漆前简单地用丙酮擦拭，几乎没有腐蚀，而且水泡的形成延迟了数百小时。

“我们的研究方法结合了实验室规模的电化学测量和工业采用的ASTM(美国材料测试协会)盐雾测试，非常成功，有助于深入了解激光干涉处理的效果。”

“对于在环境温度下进行的无溶剂的过程，大多数样品表现得非常好，”Sabau说。“这项技术，为非化学强化涂层表面的维护提供了一种强有效的手段。”

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