激光表面改性技术发展现状讲解

激光表面改性技术在材料加工中的应用现状分析激光表面改性技术是指利用激光光束对材料表面进行改性处理的一种方法。

这种技术在材料加工中应用广泛，可以改善材料的表面性能，提高材料的硬度、耐磨性、耐腐蚀性等。

本文将从激光技术的原理、材料加工中的应用现状以及前景等方面进行分析。

一、激光表面改性技术的原理激光表面改性技术利用激光光束对材料的表面进行能量输入，使其发生相变、反应和熔融等过程，从而改变材料的表面性能。

激光光束的高能密度和瞬间性能够使材料迅速加热和冷却，能量输入具有局部和定向性，可以控制改性层的深度和组织结构。

激光表面改性技术可以实现材料表面的硬化、涂层、合金化、复合处理等目标。

二、激光表面改性技术在材料加工中的应用现状1. 激光表面改性技术在金属材料加工中的应用金属材料常常需要具备良好的耐磨性、耐腐蚀性等性能。

激光表面改性技术能够通过提高材料的硬度、改善材料的润滑性能等方法，改善材料的表面性能。

激光表面改性技术已经广泛应用于金属材料的硬化、合金化、共晶化等工艺中，可以显著提高金属材料的使用寿命和性能。

2. 激光表面改性技术在聚合物材料加工中的应用聚合物材料通常具有较低的硬度和热稳定性，不能满足一些特殊应用的需求。

激光表面改性技术可以通过激光熔融、共聚等方法，改变聚合物材料的表面形态和化学组成，从而提高其硬度、耐磨性和热稳定性。

激光表面改性技术已经成功应用于聚合物材料的耐热、耐化学腐蚀、阻燃等改性处理中，使聚合物材料在一些特殊环境下使用更加可靠。

3. 激光表面改性技术在陶瓷材料加工中的应用陶瓷材料通常具有脆性和低韧性，不能满足某些工程应用的需要。

激光表面改性技术可以通过激光熔融、热化学反应等方法，提高陶瓷材料的耐磨性、抗拉强度和抗冲击性。

激光表面改性技术已经成功应用于陶瓷材料的熔融渗透治理、脱碳、强化等工艺中，可以显著提高陶瓷材料的使用性能。

4. 激光表面改性技术在复合材料加工中的应用复合材料通常由不同性质的材料组成，具有良好的力学性能和耐磨性，但也面临着制造和加工难度大的问题。

激光表面表面处理技术及进展摘要：激光具有巨大的技术潜力，在冶金和材料加工中发展迅速，应用广泛。

激光表面处理由于其对工业和生产作出了巨大贡献，已成为飞速成长的重要加工技术领域。

本文较系统地介绍了国内外激光表面处理技术的研究与应用近况，指出了这项技术今后需解决的问题。

关键字：激光；表面处理；进展0 前言激光的出现时近代物理学的一个重大进展。

第一台激光器于60年代初问世，对激光表面热处理工艺的研究早在激光器诞生后不久就已经开始，但直到60年代末、70年代初才在热处理生产中获得应用。

激光在金属热处理方面取得成功，标志此技术的应用进人了新灼阶段。

随着大功率激光器的研制成功与不断完善，这一新工艺用于汽车转向器表面处理的生产线[1]。

国内经过“六五”计划的联合攻关，已在汽缸套等零部件的表面热处理上获得成功，取得了一批科研成果。

随之而发展的表面涂覆(cladding)，表面上釉(Glazing)及表面合金化(SurfaeeAlloing)等工艺[2]也取得了相当大的进展。

与上述工艺相比较，激光表面热处理是当前比较成熟、应用比较广泛的工艺。

1 激光表面处理技术的特点[3]1)通过选择激光波长调节激光功率等手段，能灵活地对复杂形状工件或工件局部部位实施非接触性急热、急冷。

该技术易控制处理范围，热影响区小，工件产生的残余应力及变形很小。

2)可在大气、真空及各种气氛中处理，制约条件少，且不造成化学污染。

3)通常，激光表面处理的改性效果比普通处理方法更显著4)激光束能量集中，密度大，速度快，效率高，成本低。

5)可缩短工艺流程，处理过程中工件可以运动，故特别适合组织自动化处理线。

6)激光束便于通过导光系统准确地输人与定位，亦能导向多个工作台，可大大提高激光的使用率和处理的效率。

7)激光表面处理尤其适用于大批量处理生产线，其成本比传统的表面热处理低。

2 激光表面相变应化(LTH)不论激光束是如户J产生的，激光束仅是一加热金属的热源，金属经激光热处理后，一般不出现异常的治全变化。

2018届机械工程及自动化专业毕业生论文(设计) 课题名称：激光表面处理技术现状及发展学生姓名：张成名指导教师：孙明江南大学网络教育学院2018年1月摘要：激光具有巨大的技术潜力，在冶金和材料加工中发展迅速，应用广泛。

激光表面处理由于其对工业和生产作出了巨大贡献，已成为飞速成长的重要加工技术领域。

另外，应用激光对材料表面实施处理也是一门新技术。

论文简述了激光表面改性的研究和发展现状,特别是激光表面淬火、激光熔凝、激光表面合金化合、激光熔覆等四种技术,以及对各项技术的原理、特点和国内外研究现状分别加以描述。

最后，还简述了激光表面改性技术存在问题和发展前景。

关键字：激光；表面处理；应用；Abstract:laser has great technological potential and has been developing rapidly in metallurgy and material ser surface treatment has become an important area of rapidly growing processing technology due to its great contribution to industry and production.In addition, the application of laser to material surface is also a new technology.Paper briefly describes the present situation of research and development of laser surface modification, especially the laser surface hardening, laser fused, laser surface alloying combined, four kinds of technologies such as laser cladding, and the principle of the technology, characteristics and research status at home and abroad are described respectively.Finally, the problems and prospect of laser surface modification are also introduced.Key words: laser;Surfacetreatment;Application;目录摘要第一章：绪论一、选题目的及意义.二、拟解决的主要问题或创新之处第二章：激光表面处理技术的原理及特点一、激光表面处理技术的特点二、激光表面相变应化(LTH)三、激光表面熔化(LSM)四、激光表面合金化(LSA)五、激光表面冲击硬化(LSH)六、激光表面熔覆七、激光施袖八、激光退火九、激光气相沉积十、激光表面处理过程中的残余应力第三章：激光表面处理技术、应用及其国内外发展现状一、激光淬火二、激光表面熔凝三、激光表面合金化四、激光表面熔敷五、激光冲击硬化六、气相沉淀第四章：激光表面改进技术术存在问题和前景展望一、存在问题二、前景展望参考文献第一章绪论一、选题目的及意义.激光的出现时近代物理学的一个重大进展。

材料表面改性技术的现状与应用分析材料表面改性技术，是指通过修饰材料的表面，改变其表面性质，以提高材料的物理、化学、生物等性能。

这种技术已经广泛应用于各个领域，例如材料科学、化学、医学、生物学等。

本文将对材料表面改性技术的现状与应用进行分析。

一、材料表面改性技术的分类一般来说，可以将材料表面改性技术分为化学改性技术和物理改性技术两类。

化学改性技术是指在材料表面通过化学反应形成新的化学键，使材料的表面性质得到改变。

这种技术的优点是改性效果较为显著，但缺点也不小，例如需要使用的溶剂可能对环境造成污染，而且方法较为复杂，需要较长时间。

物理改性技术则是指改变材料表面的物理形态，例如在材料表面形成等离子体，利用磁控溅射等方法进行改性。

这种技术的优点在于操作相对简单，可进行大规模生产，但缺点在于改性效果可能不太明显。

二、材料表面改性技术的应用领域材料表面改性技术在各个领域都有应用，下面将以几个典型的应用领域为例进行介绍。

1、医药领域在医药领域，材料表面改性技术已经广泛应用。

例如利用化学改性技术，可以在药物的表面修饰上适当的官能团，从而改变药物的性质，增加药效，减少副作用。

而在硅胶、铝酸盐等材料表面上修饰有机官能团，可以提高材料的亲水性，从而使药物更容易被人体吸收。

2、光电器件制造在制造光电器件时，材料的表面物理性质通常是关键因素之一。

例如在铜铟镓硒太阳能电池的制造中，将TEL(CH3CN)4的气体流通过表面电化学反硝化方法用于对铜铟镓硒电池的前层进行原子层表面精细修饰，改变其表面性质，从而提高太阳电池的转换效率。

3、生物医学领域材料表面改性技术已经广泛应用于生物医学领域。

例如可以通过表面改性技术来改变生物材料的亲水性和疏水性，使其更适合生物医学用途。

另外，还可以将生物材料表面修饰上生物活性物质，例如单链抗体、多肽等，从而实现生物特定的目的。

三、结语总之，材料表面改性技术是一种十分实用的技术，已经广泛应用于各个领域。

材料的激光加工与表面改性激光技术是一种利用高功率激光束对材料进行加热、熔化、蒸发或气化的加工方法，具有高精度、高效率和非接触等特点。

随着科技的不断进步，激光加工技术在材料科学领域得到了广泛应用，尤其是在材料的激光加工与表面改性方面。

一、激光加工1. 激光切割激光切割是利用高能激光束对材料进行局部加热并融化，通过气流或压缩气体将熔化的材料吹走，实现材料的切割。

激光切割具有高精度、快速、灵活性强等优点，尤其适用于薄板材、复杂形状的切割。

2. 激光焊接激光焊接是利用高能激光束对材料进行加热，使其瞬间融化并形成焊缝的一种技术。

激光焊接具有热影响区小、焊缝质量高、焊接速度快等优点，广泛应用于电子、航空航天、汽车等行业。

3. 激光打孔激光打孔是通过激光束的高能量浓集作用将材料表面局部加热并瞬间蒸发，实现对材料的穿孔。

激光打孔具有孔径小、精度高、速度快等特点，适用于金属、陶瓷、玻璃等材料的加工。

二、表面改性1. 激光熔覆激光熔覆是将金属粉末或线材通过激光束的热效应熔化并喷射到基材表面，形成一层致密、耐磨、耐腐蚀的涂层。

激光熔覆可以改善材料表面的性能，增加材料的耐磨、抗腐蚀等特性。

2. 激光热处理激光热处理是利用激光的高能量特性对材料进行局部加热，使其发生相变或组织结构改变，从而改善材料的性能。

激光热处理可以提高材料的硬度、耐磨性、韧性等特性，广泛应用于金属材料的表面改性。

3. 激光雕刻激光雕刻是利用激光束对材料进行高精度的刻蚀加工，实现图案、文字等的雕刻。

激光雕刻具有刻蚀精度高、刻划速度快等优点，常用于制作标识、艺术品、模具等领域。

总结：激光加工技术在材料科学领域的应用已经成为一种不可忽视的工具。

通过激光加工，可以实现对材料的高精度处理和表面改性，提高材料的性能和品质。

随着激光技术的不断发展和创新，预计激光加工在未来将发挥更重要的作用，并为材料科学带来更多的突破和进步。

2021届机械工程及自动化专业毕业生论文(设计)课题名称：激光外表处理技术现状及开展学生XX：X成名指导教师：孙明江南大学网络教育学院2021年1月摘要：激光具有巨大的技术潜力，在冶金和材料加工中开展迅速，应用广泛。

激光外表处理由于其对工业和生产作出了巨大奉献，已成为飞速成长的重要加工技术领域。

另外，应用激光对材料外表实施处理也是一门新技术。

论文简述了激光外表改性的研究和开展现状,特别是激光外表淬火、激光熔凝、激光外表合金化合、激光熔覆等四种技术,以及对各项技术的原理、特点和国内外研究现状分别加以描述。

最后，还简述了激光外表改性技术存在问题和开展前景。

关键字：激光；外表处理；应用；Abstract:laser has great technological potential and has been developing rapidly in metallurgy and material ser surface treatment has bee an important area of rapidly growing processing technology due to its great contribution to industry and production.In addition, the application of laser to material surface is also a new technology.Paper briefly describes the present situation of research and development of laser surface modification, especially the laser surface hardening, laser fused, laser surface alloying bined, four kinds of technologies such as laser cladding, and the principle of the technology, characteristics and research status at home and abroad are described respectively.Finally, the problems and prospect of laser surface modification are also introduced.Key words: laser;Surfacetreatment;Application;目录摘要第一章：绪论一、选题目的及意义.二、拟解决的主要问题或创新之处第二章：激光外表处理技术的原理及特点一、激光外表处理技术的特点二、激光外表相变应化(LTH)三、激光外表熔化(LSM)四、激光外表合金化(LSA)五、激光外表冲击硬化(LSH)六、激光外表熔覆七、激光施袖八、激光退火九、激光气相沉积十、激光外表处理过程中的剩余应力第三章：激光外表处理技术、应用及其国内外开展现状一、激光淬火二、激光外表熔凝三、激光外表合金化四、激光外表熔敷五、激光冲击硬化六、气相沉淀第四章：激光外表改良技术术存在问题和前景展望一、存在问题二、前景展望参考文献第一章绪论一、选题目的及意义.激光的出现时近代物理学的一个重大进展。

激光熔覆技术研究现状及发展趋势介绍了激光熔覆的技术特点，综述了国内外激光熔覆技术的研究现状，并阐述了激光熔覆技术的发展趋势，最后总结了激光熔覆技术亟待解决的几个问题和发展对策。

标签：激光熔覆；发展趋势；研究现状；发展对策0引言近些年来，随着科学技术的大力发展，激光熔覆技术因其在零件材料表面改变性能中的突出优点而获得了国内外大多学者的广泛关注和研究，陆续已经进入到工业生产领域。

激光熔覆技术是指利用激光束为热源，将其合金粉末熔化，在零件材料基体合金表面形成一种冶金结合表面的涂层[1]。

激光熔覆技术作为零件材料表面改性技术的一种非常有效的手段，可以有效改善金属材料表面的硬度、耐磨性、强度、抗高温氧化性和耐腐蚀等性能，与其他表面处理技术相比较，激光熔覆技术具有很多优点，例如熔覆热能影响区域较小，加工工件的变形小，加工工艺易于实现自动化控制等，激光熔覆按涂层材料的添加方式，可以分为同步式和预置式，同步式是将涂覆合金粉末直接喷在受激光辐照的合金熔池内直接成型，预置式是将要涂覆的合金材料通过喷涂或粘结等方法预置于材料基体合金表面，然后用激光束进行辐照，后者操作简单，但对于预涂层粉末的厚度，粘结剂的要求较高，后者熔覆层质量更好，生产效率更高，同时对于送粉设备以及预涂层粉末要求也比较高。

1国内外研究现状激光熔覆技术的实验研究开始于20世纪70年代中期，研究初期对激光熔覆技术的研究主要在于熔覆工艺，熔覆层的性能，熔覆层的微观组织结构以及激光熔覆工艺应用等方面的研究、当代激光熔覆技术主要集中在激光熔覆机的研制、激光熔覆材料的研制、激光熔覆模型和基础理论、激光熔覆过程检测与控制、激光熔覆送粉系统的研制、基于激光熔覆的快速成形与制造技术等领域的研究[2]。

1.1国外激光熔覆技术的发展现状。

国外对激光熔覆技术的研究始于上世纪80年代，比我们国家早二十年左右的时间，国外的研究主要集中在以下三个地区：欧洲（德国、荷兰、法国、英国、芬兰、、葡萄牙、瑞典）北美（美国）和亚洲（日本、澳大利亚、新加坡）[3]。

材料表面改性目的和意义材料表面改性是指不改变材料整体（基体）特性，仅改变材料近表面层的物理、化学特性的表面处理手段，材料表面改性也可以称为材料表面强化处理。

现代材料表面改性目的：是把材料表面与基体看作为一个统一的系统进行设计与改性，以最经济、最有效的方法改变材料近表面层的形态、化学成份和组织结构，赋予新的复合性能，以新型的功能，实现新的工程应用。

因此，现代材料表面改性一是可以使材料表面获得更好的表面特性，有效地延长零件使用寿命；二是可以用性能较差的合金钢代替优质合金钢，以节省优质合金钢材料；三是可以研制出新颖材料。

这种多功能综合化，用于提高材料表面性能的各种现代表面改性技术统称为现代表面改性技术。

现代表面改性技术适用于金属及其合金、陶瓷、玻璃、聚合物及半导体材料等多种现代材料。

现代材料表面改性技术的发展现代材料表面改性技术是一门由多种学科发展而来的技术组合，其发展经历了很长，很复杂的过程。

传统的表面改性技术，如表面热处理、表面渗碳等已有上百年的历史了。

上世纪50年代高分子涂装技术有了非常大的发展，由古老的刷涂、空气喷涂发展为静电喷涂、流化床涂装、电泳涂装及静电涂装。

60年代以来，传统的淬火已由火焰加热发展为高频加热。

后来，激光器与电子束装置的应用，出现了激光束、电子束的淬火技术。

电镀是一门古老的表面改性技术，相当长时间，电镀只能镀覆纯金属模，目前已能镀覆多种合金，也可以在表面上镀陶瓷和金刚石粉末，以增加表面的抗磨性。

70年代以来，化学镀有了很大的发展，它已成为一个有效的镀覆手段。

近30年来，热喷涂得到了迅速的发展，国内外形成了一种热喷涂技术热，使它在多种工业部门得到了广泛应用，而且发展出多种类型的热喷涂技术。

激光束、电子束成功地应用于现代材料表面改性，出现了如激光表面涂敷、激光表面合金化、激光表面淬火、电子束表面淬火、表面镀膜等等多种现代材料表面改性技术。

激光表面改性激光束的能量密度非常高，因而当它照射在物体表面时能够产生106~108K/cm非常高的温度梯度，使表面迅速熔化。

激光表面改性技术的研究与其应用激光表面改性技术的研究与应用摘要：激光本身具有很大的发展潜力，产生激光束的装置在品种和效率上都有很大的发展潜力。

利用激光表面改性技术能使低等级材料实现高性能表层改性，达到零件低成本与工作表面高性能的最佳结合，为解决整体强化和其它表面强化手段难以克服的矛盾带来了可能性，对重要构件材质与性能的选择匹配、设计、制造产生重要的有利影响，甚至可能导致设计和制造工艺的某些根本性变革。

本文从激光表面改性的技术特点及先进制造业的发展需求岀发，论述了激光表面改性技术的特点及其在半导体表面改性、智能制造及柔性加工等领域的研究与应用。

关键词：激光表面改性；激光熔覆；激光表面相变硬化；复合处理；柔性制造激光表面改性技术是材料表面工程技术最新发展的领域之一。

这项技术主要包括激光表面相变硬化、激光熔覆、激光合金化、激光熔凝、激光冲击硬化、激光非晶化及微精化等多种工艺。

其中，激光相变硬化和激光熔覆是目前国内外研究和应用最多的两种工艺。

激光表面相变硬化：与传统热处理工艺相比，激光表面相变硬化具有淬硬层组织细化、硬度高、变形小、淬硬层深精确可控、无须淬火介质等优点，可对碳钢、合金钢、铸铁、钛合金、铝合金、镁合金等材料所制备的零件表面进行硬化处理。

激光熔覆:是指以不同的添料方式在被熔覆基体表面上放置被选择的涂层材料经激光幅照使之和基体表面一薄层同时熔化，并快速凝固后形成稀释度极低，与基体成冶金结合的表面涂层，从而显著改善基材表面的耐磨、耐蚀、耐热、抗氧化及电气特性的工艺方法。

与堆焊、喷涂、电镀和气相沉积相比，激光熔覆具有稀释度小、组织致密、涂层与基体结合好、适合熔覆材料多、粒度及含量变化大等特点。

1、激光表面改性的技术特点激光表面改性是当前材料工程学科的重要方向之一，被誉为光加工时代的一个标志性技术，各国(尤其是发达国家)均予以重点发展。

其高效率、髙效益、高增长及低消耗、无污染的特点，符合材料加工的发展需要。

激光表面改性的影响因素以及熔池温度的检测与进展摘要：本文论述了激光表面改性的发展现状及趋势，激光表面改性的主要影响因素，以及国内外熔池温度的检测与控制的进展等问题。

1、激光表面改性简介激光表面改性是采用大功率密度的激光束，以非接触性的方式加热材料表面，借助于材料表面本身传导冷却，来实现其表面改性的工艺方法。

虽然激光加工技术始于20世纪60年代，但激光表面处理在大功率激光器的研制之后才获得了实际应用，并在近几年得到了迅速发展。

激光表面改性[1]是当前材料工程学科的重要方向之一，同时被誉为光加工时代的一个标志性技术,各国(尤其是发达国家)均予以重点发展。

其高效率、高效益、高增长及低消耗、无污染的特点，符合材料加工的发展需要。

经过多年研究和实际应用表明，和其它传统表面处理技术相比，激光表面工程技术具有以下一些优点：（1）可在零件表面形成细小均匀、层深可控、含有多种介于稳相和金属间化合物的高质量表面强化层。

可大幅度提高材料的表面硬度、耐磨性和耐腐蚀。

（2）强化层与零件本体形成最佳的冶金结合,解决许多传统表面强化技术难以解决的技术关键。

（3）激光束能量密度高，对非激光照射部位几乎没有影响，即热影响区小，工件热变形可由加工工艺控制到较小的程度，后续加工余量小。

有些加工件经激光处理后，甚至可直接投入使用。

（4）易于实现信息化、智能化, 可以引入近代计算机、机器人等高技术装备, 使激光束的产生及操纵信息化、智能化。

根据采用的不同的激光能量密度和不同的处理方式,激光表面改性技术中比较典型的方法有几种: 激光相变硬化、激光熔覆、激光表面熔凝、激光冲击强化、激光表面合金化等。

2、激光相变硬化工艺及其影响因素激光相变硬化(又称激光淬火)是激光热处理的一种，它是以激光为热源，通过高能量的激光束扫描工件，使工件表面极薄一层的小区域内快速吸收热量而温度急剧上升，工件材料表面内的温度在材料的熔点和奥氏体转变临界温度之问的部分发生固态相变，随后发生自淬火，得到马氏体组织，实现工件表面相变硬化。

激光表面改性技术研究随着现代科技的不断发展，激光技术在工业、医疗、军事等各个领域得到了广泛应用。

激光表面改性技术是其中的一种新兴技术，它可以通过激光对材料的表面进行加工和改性，从而提高材料的性能和特性。

本文将对激光表面改性技术的研究现状、应用及其未来发展进行探讨。

一、激光表面改性技术的原理激光表面改性技术是利用激光在材料表面产生的热效应、化学反应和物理效应对材料表面进行加工和改性的一种高新技术。

1.热效应激光束的高能量密度可以使材料表面迅速升温并融化或气化，从而实现表面修剪和改性。

在此基础上，可以产生许多有用的效应，例如表面电子激发、氧化反应、合金化反应等。

2.物理效应激光照射材料表面时，由于高能激光束的准直性和强度的原因，可以产生一系列的物理效应，如爆轰、蒸汽爆破、等离子体、激光冲击波等，这些效应可以有效地改变材料表面的形貌和组织结构。

3.化学效应激光束在材料表面照射时，还可以通过光化学反应、光解反应、化学吸附等途径，改变材料表面的化学组成和性质，从而改善材料的结构和性能。

二、激光表面改性技术的应用激光表面改性技术在工业和科研领域中应用广泛。

以下是几个典型的应用案例。

1.金属表面改性激光照射金属表面可以使其表面硬度、耐磨性、腐蚀抗性得到大幅度提高，从而改善机械性能和延长使用寿命。

同时，激光照射还可以在金属表面产生微观结构和扭曲形状，从而改变其光学、电子、磁性等特性，扩展其用途。

2.聚合物表面改性激光照射聚合物表面可以使聚合物表面变为亲水性，同时也产生微结构，改善了聚合物表面的摩擦性、润湿性以及生物相容性，被广泛用于生物医疗、纳米光电等领域。

3.半导体表面改性激光照射半导体表面可以在其表面产生微观结构或者缺陷，从而改变半导体的电子性质和光学特性。

这个技术被广泛应用于半导体器件制造过程中，提高器件性能和可靠性。

三、激光表面改性技术的未来发展目前，激光表面改性技术还处于发展的初期阶段。

未来发展趋势以以下几个方面为主。

2014项目申请表主要性能、特点、应用范围及市场前景：一、主要性能、特点激光毛化技术（Laser Texturing或Laser Surface Texturing，LT、LST）是将经过特殊调制的高能量密度脉冲激光束聚焦后照射到材料表面，材料吸收激光能量后温度升高，并产生熔化、气化形成光致等离子体等阶段。

使材料在表面一个微小区域内熔化，形成熔池。

在表面张力或辅助气体的作用下，熔池会发生变形。

当光束停止照射时，由于快速的热传导，熔池会很快凝固，这样就会形成一个边缘微凸的毛化坑，如果需要还可以将一定成分的辅助气体吹向熔池，以得到特定形貌的毛化坑。

通过控制激光束和材料的相对运动，就可以在材料表面形成一系列均匀分布的毛化坑。

材料表面的激光毛化过程中的组织变化，相当于是一次快速激光淬火，即相变硬化过程，可以提高被加工材料（如轧辊等）的表面硬度及耐磨性，从而提高其使用寿命。

与传统的喷丸毛化处理及电火花毛化处理技术相比，激光毛化技术具有如下特点：1.可控性高，通过控制激光毛化过程及辅助气体量的大小，在材料表面可以得到任意的毛化形貌及粗糙度；2.环境友好，毛化过程中，不产生任何对环境有害的物质；3.毛化表面的性能可控，可通过改变激光毛化的气体氛围或通过在需毛化的材料表面预铺设相应的材料，在毛化过程中，调控毛化层组织，实现毛化层所需的性能要求；4.工艺流程简约，激光毛化对材料表面要求较低，无需预处理；5.加工速度快，性价比高；6.加工材料不受限制，激光毛化技术是利用激光热效应的原理，可在任意金属及非金属表面实现毛化处理；7.克服毛化过程中出现的划痕、边浪。

二、应用范围及市场前景在工业生产微细化、精密化、智能化、自动化的快速发展的今天，涉及了光学、摩擦学、生物医学、材料学、流体动力学等，具有高可控性、高效率、高性能、高性价比、高附加值和环境友好特性的激光毛化技术，适用于任意材料的表面毛化处理领域，如钢铁轧板及轧辊的表面毛化，具有极好的市场及发展前景。

激光束表面改性技术激光束和电子束都可提供高能量的直接热源，并应用在许多表面改性技术中。

由输入功率所决定的高能束可被用于切割与焊接、表面熔融与合金配制、以及局部热处理上。

焊接和切割要求功率最大、激光束和电子束的聚焦能力最强，这样才可实现既深又窄的高质量焊缝或切缝。

随着高强度能量源的不断问世，这项（表面改性）技术也得到极大程度的发展。

除激光和电子束加热方法外，还有许多更新的表面改性处理技术正应用在铁合金上激光表面热处理在各种激光和电子束表面改性技术中，局部表面热处理技术发展最快，商业应用也最广。

辐射光子的入射与基底材料的电子结构相互作用，这是激光和电子束的加热原理。

入射的能量迅速在表层下转换成热量。

对于激光束而言，表层的深度为几十纳米左右; 对电子束而言，表层的深度约为几微米。

具体深度要取决于加速电压的大小，一般在10至100千电子伏特（keV）范围内。

电子束处理必须在真空中进行，而激光束则不受此限制，所以在生产操作中具有更多的灵活性。

"激光"一词表示"受激励发射的光放大产生的辐射"之意。

现已开发出三种不同的激光器：钇铝石榴石激光器（Nd:YAG）、二氧化碳激光器（CO2）和受激准分子激光器。

Nd:YAG激光器的工作波长为1.06μm，广泛应用在焊接和钻孔上。

CO2激光器在商业应用上的输出功率最大，操作在红外线范围内，通常工作波长为10.6μm。

而最新研制成功的受激准分子激光器工作在近紫外线范围内，其波长介于0.193 至0.351μm之间。

激光能够被反射，这取决于材料的反射特性及工作波长的长短。

因此，为了进行有效的激光加热，必须选择能够被工件吸收的波长，或者受照射的工件表面须涂上一层吸光材料。

激光表面热处理技术通常被应用于钢件或铸铁的机械零件进行局部硬化处理。

由于吸收激光能量而产生的热量在整个工件体内进行传导，工件表面局部区域获得快速冷却而转化成马氏体。

若热量得到控制以阻止其散失，所以可有选择地使表面局部区域奥氏体化。