摘要：据悉，华北电力大学的科研人员报道了飞秒激光喷丸技术的进展：特点、应用与发展前景。相关论文以“Progress in Femtosecond Laser Peening: Features, Applications and Development Prospe

长三角G60激光联盟导读

据悉，华北电力大学的科研人员报道了飞秒激光喷丸技术的进展：特点、应用与发展前景。相关论文以“Progress in Femtosecond Laser Peening: Features, Applications and Development Prospects”为题发表在《International Journal of Precision Engineering and Manufacturing-Green Technology》上。

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激光喷丸为提升关键金属部件表面机械性能提供了一种高效策略，它能够促进高应变率的塑性变形并诱导产生深层残余压应力。这使其在航空航天、汽车和核工程等行业成为一种不可或缺的技术。随着激光技术的飞速发展，飞秒激光喷丸在过去十年中因其独特效应和卓越的可控性而备受关注，这两者对于极端环境和微尺度部件中的应用至关重要。本文全面综述了飞秒激光喷丸的起源与近期发展，系统性地考察了其主要特性、机械应用、技术进步、挑战及未来前景。通过将飞秒激光喷丸与传统的纳秒激光冲击喷丸进行比较，着重阐述了飞秒激光在调控微/纳结构和实现高精度表面强化方面的显著优势。在此比较背景下，研究人员指出了在加工效率和喷丸深度方面出现的新挑战，同时探讨了飞秒激光喷丸在高性能金属制造中的潜在应用。本综述旨在提供对飞秒激光喷丸的深入理解，并揭示其在各种高科技产业中增强金属材料性能的变革潜力。

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部分图文

图 1本综述论文的主要内容框架

图 3不同脉冲能量下飞秒激光喷丸引起的表面形貌变化

图 8a)不同能量飞秒激光喷丸后样品的摩擦系数随循环次数的变化及 b)磨痕轮廓。c)相对于表面硬化层和磨屑的磨损机制示意图。d)飞秒激光喷丸在磨损性能方面的强化机制示意图

图 9a)激光喷丸成形原理。b)纯铝、奥氏体不锈钢、磷青铜和纯钛的弯曲金属板。c)不同扫描条件下弯曲半径的比较

图 12纳秒激光冲击喷丸与飞秒激光喷丸的比较

图 13a)双脉冲飞秒激光喷丸实验装置的光路示意图。b)经双脉冲飞秒激光喷丸处理的铝合金表面显微硬度随脉冲间隔时间的变化。c)不同脉冲间隔下经双脉冲飞秒激光喷丸处理的304不锈钢表面的残余应力和 d)硬度

图 14a)脉冲能量从0.1 μJ 到1.2 μJ变化的飞秒激光辐照304不锈钢表面。b)弹性模量和表面硬度，c)表面粗糙度（Sa和 Sq）随飞秒激光喷丸激光能量密度的变化。d)飞秒激光喷丸处理前后304不锈钢的表面形貌

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结论/展望

本文对最先进的飞秒激光喷丸技术及其典型的机械应用进行了全面综述。详细介绍了飞秒激光喷丸的基本特征、最新进展以及正在进行的改进工作。特别着重比较了飞秒激光喷丸与传统的纳秒激光冲击喷丸，承认了高能纳秒激光在诱导更大、更深塑性变形方面的明显优势，同时强调了飞秒激光在实现高质量表面强化和精确局部微观结构调控，特别是对于微型部件方面的优越性。尽管取得了这些进展，但在提高效率和获得足够喷丸深度方面仍然存在挑战，这对于飞秒激光喷丸技术的更广泛实施和应用至关重要。此外，考虑到飞秒激光喷丸以其辐照模式在微/纳米尺度材料成形方面的独特优势，它通过在增材制造工艺中辅助金属成形，在开发新型超强金属材料方面具有巨大潜力。

长三角G60激光联盟陈长军转载

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来源：江苏激光联盟