超快激光制备有序微纳米表面结构及其改善钎焊的机理研究

项目名称： 超快激光制备有序微纳米表面结构及其改善钎焊的机理研究

项目编号： No.51405258

项目类型： 青年科学基金项目

立项/批准年度： 2014

项目学科： 机械、仪表工业

项目作者： 刘磊

作者单位： 清华大学

项目金额： 28万元

中文摘要： 钎焊在电子、医疗、航空航天等领域的元器件和零部件制造中有广泛应用。提高液态钎料对母材表面的润湿铺展性是高钎焊质量的关键之一。超快（皮秒和飞秒）激光与物质作用时具有非线性吸收、多材料适应、极低热效应等显著优点并成为微纳加工研究热点。本项目提出在不影响非辐射区母材性能、不改变其表面成分及不增加涂层前提下，制备可控、有序微纳米表面结构，实现对钎料润湿铺展性的调控，提高钎焊质量。利用皮秒激光、飞秒激光、皮秒和飞秒激光复合分别制备微米有序、纳米有序、微米-纳米多尺度有序的表面结构并实现优化控制，研究揭示有序微纳米结构对润湿铺展性的调控机制、其尺寸和尺度效应在润湿铺展中的作用，及有序表面结构影响钎焊接头强度的规律。同时建立时域有限差分和有限元模型，分析阐明有序微纳米表面结构形成机理及其提高钎焊接头强度的影响机理。推动钎焊发展并特别适合难钎焊材料或要求钎着率高、长距离润湿铺展的场合，理论和工程意义重大。

中文关键词： 钎焊；表面改性；超快激光；润湿铺展；微纳米结构

英文摘要： Brazing has been widely applied in electronics, aerospace, energy, and medical industries. The wettability and spreadability of liquid filler metal on the base metal are essential factors affecting the brazement quality. Ultrafast lasers, including picose

英文关键词： brazing；surface modification；ultrafast laser；wetting and spreading；micro/nano struture