發(fā)布時(shí)間：2020-12-05 20:56

　　3D打印零件的表面硬度直接影響著其后續(xù)的運(yùn)行安全和使用壽命,目前硬度的測(cè)量依賴于破壞性取樣后的實(shí)驗(yàn)室分析,缺少無損和在線的硬度測(cè)量方法。采用激光誘導(dǎo)擊穿光譜技術(shù)研究了3D打印18Ni300模具鋼表面硬度和光譜特性與等離子體特性的關(guān)系。得到了樣品表面硬度和離子譜線與原子譜線的強(qiáng)度比以及表面硬度和等離子體溫度之間的線性關(guān)系,離子與原子譜線的強(qiáng)度比和等離子體溫度均隨著表面硬度的增加而增大。實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明了激光誘導(dǎo)擊穿光譜技術(shù)作為一種近無損和在線表征3D打印零件表面硬度的方法的可行性。 

【文章來源】：激光與紅外. 2020年06期 第668-674頁(yè) 北大核心

【文章頁(yè)數(shù)】：7 頁(yè)

【部分圖文】：

LIBS實(shí)驗(yàn)裝置

圖2中顯示了不同硬度的模具鋼樣品在228～440 nm波長(zhǎng)范圍內(nèi)的LIBS光譜。選用譜線豐富、易于識(shí)別的Ni和Al元素進(jìn)行光譜特性分析,將實(shí)驗(yàn)光譜與NIST原子光譜數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行匹配,識(shí)別出Ni和Al元素的原子譜線與離子譜線。分析中所使用的譜線和相關(guān)譜線參數(shù)列于表4中。表4 所選分析線的譜線參數(shù)Tab.4 Spectroscopic parameters of of the selected analytical lines Wavelength/nm Lower levelEi/eV Upper levelEk/eV Transition probabilityAki/s-1 Ni Ⅰ 232.003 0 5.3424267 6.9×108 Ni Ⅱ 251.087 1.680034 6.616438 5.8×107 Al Ⅰ 394.401 0 3.1427212 4.99×107 Al Ⅱ 281.618 7.420705 11.821968 3.57×108

根據(jù)Boltzmann平面圖法的計(jì)算,各樣品的等離子溫度在6500～9000 K之間。圖5顯示了各樣品表面硬度與等離子體溫度之間的關(guān)系,等離子體溫度隨著樣品表面硬度的增加而增加,兩者呈現(xiàn)良好的線性相關(guān)關(guān)系。這種相關(guān)關(guān)系的存在是因?yàn)楫?dāng)樣品較硬時(shí),其抵抗外界破壞的能力較強(qiáng),因此在相同的激光能量和作用時(shí)間下,樣品表面的燒蝕質(zhì)量較小,相同的激光能量作用在較小的燒蝕質(zhì)量上,則等離子體對(duì)脈沖激光能量的吸收增加,這導(dǎo)致等離子體羽流中更多的碰撞電離,電子溫度隨之增加[19]。圖5 等離子體溫度和表面硬度的關(guān)系

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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本文編號(hào)：2900079