广州市|玻璃表面激光诱导扫描转移沉积银电极：绿色可扩展技术（1）( 三 ) ar眼镜|深度学习|增强现实

图1 实验过程中激光光源和样品处理方案。该激光系统在输出端加入了一个振镜盒，使光束扫描在聚焦平面上，与Ag基板表面重合。一个玻璃载玻片固定在这个基板上面的精密位移表上。同时束扫描和横向Ag和玻璃载玻片在恒定速率下的位移可以结合使用。
所有沉积实验均使用相同的银靶。为了在具有相似表面形貌的所有情况下工作，以及为了提高激光吸收，在每个沉积过程之前应用了表面制备协议。因此，在进行初始激光处理之前，首先用1200级砂纸打磨靶材，并用酒精清洗靶材。使用相同的激光源扫描表面，脉冲能量为4μJ（1.73 GW/cm2的辐照度），重复频率为400 kHz ，光束扫描速度vL=1000 mm/s ，相邻扫描线之间保持8μm的距离。图Sup1显示了该制备步骤后，开始涂层工艺前的银表面。这些辐照条件远高于烧蚀阈值，产生具有随机取向和凝固熔融结构的亚微米粗糙均匀表面。这些通过颈缩连接到直径小于200 nm的小银球。尽管目标表面经历了强烈的熔化和侵蚀过程， EDS仅检测到金属银，没有明显的氧化。
将1×25×75 mm3的原始玻璃载玻片（Thermo Scientific）直接放置在银靶顶部，并用171.2 g的带套黄铜块固定。调整带套黄铜块以适应玻璃基板周长，并将其置于约1 mm的套筒上，以获得玻璃和银靶之间的可再现压力和距离。激光线扫描过程在空气中进行[42
。脉冲激光束以扫描速度vL在一个方向上移动，描述了由连续脉冲形成的线，同时样品以给定的横向速度在垂直方向上移动，以控制连续光束扫描线之间的重叠程度。

a:激光金属沉积原理图。 b c: LMD过程，用于生产新零件或在现有零件上创建新结构。改编自德国。
激光金属沉积（上图）是一种高度通用的AM工艺，它使用聚焦激光束熔化金属粉末，直接用类似或不同的材料制造新零件（图b），在现有零件上创建新结构（图c），修复高价值的受损或磨损零件，延长寿命，并形成保护现有组件的涂层。 LMD不使用粉末床，而是使用通过同轴喷嘴送入的连续金属粉末流。这允许制造大型金属结构，因为激光束和原料粉末是在将沉积工具移动到构建表面的同时从上面提供的。因此，构建体积不受粉末床的体积和面积的限制。构建过程从使用激光束在基板表面创建熔池开始。同时，粉末被同轴引导进入激光束路径，并在其仍然朝零件表面飞行时瞬间熔化。通过沉积头和喷粉的同步运动，在零件表面形成连续移动的熔池。由于激光束也重熔了一小部分基体，新沉积的层在凝固后通过冶金结合到基体上。按照预先确定的沉积策略，激光束继续一条一条地、一层一层地穿过构建区域，直到最终零件完成。
在本研究过程中，探索了广泛的激光加工参数。报告的结果对应于提供最佳功能的条件和/或提出说明成膜机理的合理模型所需的条件。为了确定在银靶上形成的激光脉冲图案与在其上方的玻璃基板上观察到的最终沉积之间的关系，进行了初始实验，其中在不同条件下在玻片基板上以爆发模式沉积单点，改变照射点的数量和脉冲重复率。还使用光束扫描操作模式沉积了单线。为了研究激光脉冲重叠如何影响在玻璃基板上获得的最终沉积，在相同配置下获得的较大区域上进行了进一步的微观结构研究，但使用了激光线扫描算法。脉冲对脉冲的重叠可能发生在激光扫描线内，并且在正交方向上，发生在不同激光线之间。

微波等离子体源。 (a)显示等离子体源相对于样品的处置情况。 (b)等离子体炬