工艺参数对氮化铝陶瓷表面激光金属化层电阻的影响

作     者：徐帅 赵兴科 赵增磊 XU Shuai;ZHAO Xing-ke;ZHAO Zeng-lei

作者机构：北京科技大学顺德研究生院广东佛山528399 北京科技大学材料科学与工程学院北京100083 

出 版 物：《表面技术》 (Surface Technology)

年 卷 期：2023年第52卷第5期

页      面：398-404页

核心收录：

学科分类：0817[工学-化学工程与技术] 08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 082503[工学-航空宇航制造工程] 0825[工学-航空宇航科学与技术] 

基　　金：广东省重点领域研发计划激光与增材制造专题(2019B90907002) 佛山市科技创新专项(BK21BE003) 

主　　题：氮化铝 陶瓷基板 表面金属化 电阻 正交试验 激光能量密度 扫描次数 

摘      要：目的 提高氮化铝陶瓷表面激光金属化层的导电性能。方法 采用正交试验设计方案,使用30 W纳秒光纤激光打标机制备了氮化铝陶瓷表面激光金属化试样,测量了金属层的电阻。通过极差分析和方差分析方法分析了激光工艺参数及其交互作用对氮化铝陶瓷表面激光金属化层电阻值的影响规律。结果 在本研究激光工艺参数及其取值范围内,激光功率对氮化铝表面激光金属化层电阻的影响最为显著,增大激光功率有利于降低氮化铝表面激光金属化层的电阻值。采用优化工艺参数(激光功率30 W、频率30 kHz、扫描速度100mm/s)单次激光扫描制备激光金属化层的电阻为2.25Ω/mm。随着重复扫描次数的增加,功率不同的激光表面金属层的电阻值向相反方向转变:小功率激光表面金属层电阻值随扫描次数增加而迅速减小,大功率激光表面金属层电阻值随扫描次数增加而增大。经10次重复扫描后,激光功率3 W(相应的激光能量密度约为15.3 J/cm^(2))激光金属化层的电阻值低于功率分别为30 W和18.75 W激光金属化层的电阻值。结论 采用30 W激光单次扫描,或者采用3 W激光多次扫描,有利于提高氮化铝表面激光金属化层的导电性。