在Al-Tedlar-Kevlar复合膜的激光蚀刻中,热机械合和工艺参数优化的有限元分析
Ming Liu1,2, Rui Wang1, Shanglin Hou3
1Science and Technology in Vacuum Technology and Physics Laboratory, Lanzhou Institute of Physics, Lanzhou 730000, China.
Materials (Basel, Switzerland)
|November 13, 2025
概括
这项研究开发了一种热力学模型,用于激光处理Al-Tedlar-Kevlar复合材料. 发现最佳条件可以提高激光微图案的结构完整性和精度.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 机械工程 机械工程
- 激光处理 激光加工
背景情况:
- 不同质复合材料的激光加工需要理解合的热和机械行为.
- 确保结构完整性和图案精度对于复合材料应用至关重要.
研究的目的:
- 为了研究Al-Tedlar-Kevlar复合膜中的激光材料相互作用.
- 分析处理参数对热和应力场的影响.
- 为了确定最佳的激光处理条件,以提高界面稳定性.
主要方法:
- 使用有限元素方法开发热机械合模型.
- 系统检查参数:脉冲能量,斑点大小,脉冲持续时间和重复频率.
- 在激光加工过程中分析温度和应力场的演变.
主要成果:
- 脉冲能量线性增加峰值温度;脉冲持续时间非线性影响能量密度和均性.
- 更高的重复频率会导致热积累和更大的受热影响区域.
- 在接口处显著的应力度会导致分层.
结论:
- 确定了最佳处理条件:0.5mJ脉冲能量,20kHz重复率,45μm斑点直径,120ns脉冲持续时间.
- 澄清了多层复合材料中热力学相互作用的控制机制.
- 为优化激光微图案和提高制造质量提供了理论指导.
