江苏省激光同盟前言：

目前车子工业生产所运用的有机化学解决带有自然环境和健康风险的有毒化学物质，科学研究工作人员的纳秒激光干涉结构或能因此给予更安全性、更环境保护、更可持续发展的提议！

针对用以车子和飞机场的资料而言，长久的抗腐蚀维护针对保证 极端化实际操作情况下的结构一致性尤为重要。目前二种有机化学预备处理加工工艺广泛运用于工业生产条件中，为涂层粘合力做准备，并维护铝合金型材表面免遭浸蚀。虽然遭受严苛管控，但这二种加工工艺都采用了很多已经知道具备自然环境和健康风险的有毒化学物质。

ORNL生物学家Adrian Sabau所制定的激光干涉结构系统软件构件，该体系用来解决铝板以预防浸蚀。来源于：Carlos Jones/ORNL

起缘

对于此事，棕榈岭国家级实验室(Oak Ridge National Laboratory，ORNL是美国能源部隶属的一个大中型国家级实验室)的一个多课程生物学家精英团队运用了激光干涉结构(laser-interference structuring，LIS)，致力于减少乃至舍弃对这种风险化学物质的需求量与运用。LIS方式的新运用回应了美国防部对科学研究工程的需要——探寻军用装备和飞机场系统软件中非化学腐蚀安全防护的代替方式。三氧化铬转换涂层（Chromate conversion coating, CCC），应用六价铬（一种已经知道的致癌物质）来抑止浸蚀。盐酸阳极氧化处理（ Sulfuric acid anodizing，SAA）应用会明显刺激性肌肤和双眼的盐酸，一旦被吸进很有可能会致使永久肺脏损害。每一年有上百万加仑使用过的化学溶液被当做危险废弃物解决。国防部经营着12000多多架、10000辆重型坦克、数百艘船舶及其很多别的汽车和战斗部。外交部有着并经营数以百计生产制造和检修这种车子和设施的工业生产设备，每一年花销超出200亿美金用以防腐蚀。因而LIS方式的新运用可以说应时而生，拥有至关重要的使用价值！

用(a–c)CCC和(d) SAA解决制取的x放射线激光切割检测铝合金板的照片。Sabau主要从事金属材料锻造和凝结等原料生产加工，他引领着自个的精英团队近期完成了一个在车辆使用中应用LIS开展电焊的新项目。当他认识到外交部号召科学研究非有机溶剂表面制取时，萨博了解到相似的工艺还可以合理地提升涂层粘合力。他的新应用技术也恰好是源于此。

Sabau拿着一个涂有面漆的样品，该样品用激光干涉结构开展了预备处理，并展现出涂层粘合力。

基本原理

在试验中，她们根据将单脉冲纳秒激光的初中级光线分为两一部分，并将其专注在样品表面的同一个点上去解决铝板。该加工工艺使铝板表面越来越不光滑，并在其表面产生了规律性结构，更改了表面有机化学和亚表面外部经济结构。你或许会问：“在激光生产加工中，表面上造成那么大的动能，那麼在衬底和內部发生什么事呢？导致其他毁坏了没有？会致使其开裂吗？是否有不利防腐蚀的外部经济结构效用？” 别担心，物理学家Meyer和光学显微镜学者Leonard对其表现工作中完成了纪录，可回应你这种难题（实际由此可见文尾的参照文章内容）。Meyer运用X射线电子器件能谱仪（X-ray photoelectron spectroscopy，XPS）开展了表面化学成分分析。XPS是一种原材料表现技术性，能够 明确固态原材料表面5到8纳米技术内都有哪些原素。“在激光生产加工以前，XPS被用于明确铝合金板材的成分，这种板才表明出高成分的碳。再度应用XPS来明确激光解决是不是清理了表面。数据显示碳明显降低，这也是大家的关键发觉之一。XPS和透射电镜的結果有利于大家掌握纯天然金属氧化物是怎样根据激光生产加工更改的。”Sabau填补道，“在观查亚表面特点时，我们在高层观查到含有铜的沉淀融解，浸蚀可从这里逐渐。”清理后的铝板表面一般会阻拦涂层恰当黏附，这也是工业生产表面涂层中的一个已经知道难题。针对黏附性科学研究，McClurg 对资料完成了轮廊精确测量及其表面粗糙度精确测量。

涂有面漆的样品表明激光系统软件的标识。来源于:Carlos Jones/ORNL

该精英团队仍在另一篇毕业论文中阐述了应用英国国防部用以飞机机翼和外壳的富锌底漆开展的最后检测。专业技术人员Mike Stephens在通过不一样解决的合金铝板上喷漆底漆和面漆，以做到外交部的严格管理。随后，他将样品曝露在2000钟头的耐腐蚀中，以在好几个阶段查验耐蚀性的变动情况。Jun做为关键管理者，承担浸蚀检测，他调研了LIS制取的铝合金表面与基本制取的铝合金板材(分成有和沒有底漆和面漆多种多样状况)的比较状况。他归纳道：“激光干涉解决后的板材表明出高些的耐蚀性，可归功于富铜沉淀的融解。殊不知，在有涂面漆或底、油漆的样品上，LIS的表現比不上有机化学有机溶剂技术性，一些样品在耐腐蚀曝露3天内发生小水泡。殊不知，这种小水泡不大，并在百余钟头的曝露中长期保持。大家精英团队检测了第二组样品，这种样品在涂面漆前只要用甲苯擦洗，浸蚀非常少，小水泡的产生延迟时间了百余钟头。”

(a，b)样品在F1 = 1.238J/cm2 单脉冲的激光注量下的表面轮廊和光栅尺速率为(c) 2 mm/s、(d) 4 mm/s、(e) 6 mm/s和(f) 8 mm/s的激光扫描仪的典型性轴线的轮廊。Jun表示，提升LIS的进一步科学研究将是非常值得的。“大家的研究思路融合了光电催化精确测量和工业生产上选用的盐雾测试，科学研究結果十分取得成功，有利于深入了解激光影响解决的实际效果。”Sabau填补道：“针对在沒有有机溶剂的温度下实现的试验，大部分样品主要表现很好，此项技术性说明大家非有机化学加强表面制取涂层的巨大进步和无限发展潜力。"来源于：Oak Ridge National Laboratory参照文章内容1.Adrian S. Sabau et al, Laser-interference pulse number dependence of surface chemistry and sub-surface microstructure of AA2024-T3 alloy, Optics & Laser Technology (2020).DOI: 10.1016/j.optlastec.2020.106457

2.Adrian S. Sabau et al, Coating adhesion of a chromate-containing epoxy primer on Al2024-T3 surface processed by laser-interference,International Journal of Adhesion and Adhesives(2020).DOI: 10.1016/j.ijadhadh.2020.102641

3.Jiheon Jun et al, Corrosion Behavior of Laser-Interference Structured AA2024 Coated with a Chromate-Containing Epoxy Primer,Corrosion(2021).DOI: 10.5006/3717