无裂纹的YSZ陶的激光加工:溶剂选择对性能的影响
Muhammad Usman1, Ken-Ichi Katsumata2, Tetsuya Yamada1
1Future Interdisciplinary Research of Science and Technology, Institute of Innovative Research, Tokyo Institute of Technology, 4259-R2-23 Nagatsuta-cho, Midori-ku, Yokohama-shi, Kanagawa 226-8503, Japan.
ACS omega
|April 7, 2025
概括
酸性冷却介质通过最大限度地减少表面损伤和减少残留应力,显著改善了Yttria稳定 (YSZ) 陶的紫外线激光加工. 这提高了要求高的应用程序的材料完整性.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 激光处理 激光加工
- 表面工程是什么?表面工程是什么?
背景情况:
- 伊特里亚稳定 (YSZ) 陶的激光加工对于能源,航空航天和医学领域的应用至关重要.
- 由于热应力,YSZ加工面临挑战,造成表面损伤和破坏结构完整性.
- 有效的热管理对于高质量的YSZ制造至关重要.
研究的目的:
- 调查不同冷却介质在UV激光加工过程中对YSZ表面质量的影响.
- 为了评估水,酸和酸作为冷却剂的有效性.
- 量化冷却介质对残余应力和剥离深度的影响.
主要方法:
- 对YSZ陶进行紫外线激光加工,使用各种冷却介质:水,乙酸和酸.
- 评估了表面质量,包括裂纹和表面涂装.
- 进行了残余应力测量.
- 精确测量了剥离深度,以评估加工的一致性.
主要成果:
- 酸性冷却介质 (乙酸和酸) 显示出比水的性能优越.
- 基于酸的冷却导致明显减少裂纹和改善表面质量.
- 通过酸冷却,残余应力降低了高达84%.
- 酸冷却可实现浅度和一致的切除深度,表明增强了工艺控制.
结论:
- 使用酸性冷却剂的优化热管理对于高质量的激光加工YSZ至关重要.
- 基于酸的冷却有效地减轻了热应力,防止了表面损伤并改善了结构完整性.
- 这些发现对推进YSZ在牙科,能源和航空航天领域的应用具有重要意义.
