Prensîba, cureyên madeyên û sepanapaqijkirina lazerêteknolocî
Teknolojiya paqijkirina lazerê di warê endezyariyê de serîlêdanek serketî ya teknolojiya lazerê ye. Prensîba wê ya bingehîn ew e ku dendika enerjiya bilind a lazerê bikar bîne da ku bi gemarên ku li ser bingeha parçeya kar ve girêdayî ne re têkilî dayne, bibe sedema veqetandina wan ji bingehê di forma berfirehbûna germî ya yekser, helandin û buharbûna gazê de. Teknolojiya paqijkirina lazerê bi karîgeriya bilind, dostaniya jîngehê û parastina enerjiyê tête diyar kirin. Ew bi serkeftî di warên wekî paqijkirina qalibê lastîkan, rakirina boyaxa laşê balafiran û restorasyona bermayiyên çandî de hatiye sepandin.
Teknolojiyên paqijkirina kevneşopî ev in:paqijkirina mekanîkî ya rijandinê(paqijkirina bi qûmê, paqijkirina bi ava bi zexta bilind, hwd.), paqijkirina korozyona kîmyewî, paqijkirina bi ultrasonîk, paqijkirina qeşayê hişk, hwd. Ev teknolojiyên paqijkirinê di gelek pîşesaziyan de bi berfirehî hatine bikar anîn. Mînakî, paqijkirina bi qûmê dikare lekeyên zengara metal, şopên rûyê metal û vernîsa sê-berxwedêr li ser panelên devreyê bi hilbijartina abrazîvên bi hişkbûna cûda rake. Teknolojiya paqijkirina korozyona kîmyewî bi berfirehî di paqijkirina lekeyên rûnê li ser rûyên alavan, pîvaza di kazanan de û boriyên petrolê de tê bikar anîn. Her çend ev teknolojiyên paqijkirinê baş hatine pêşxistin jî, hîn jî hin pirsgirêk hene. Mînakî, paqijkirina bi qûmê dikare bi hêsanî zirarê bide rûyê dermankirî, û paqijkirina korozyona kîmyewî dikare bibe sedema qirêjiya jîngehê û korozyona rûyê paqijkirî heke bi rêkûpêk neyê bikar anîn. Derketina holê ya teknolojiya paqijkirina lazer şoreşek di teknolojiya paqijkirinê de temsîl dike. Ew ji dendika enerjiya bilind, rastbûna bilind û veguhestina bi bandor a enerjiya lazer sûd werdigire, û di warê karîgeriya paqijkirinê, rastbûna paqijkirinê û cîhê paqijkirinê de avantajên eşkere li ser teknolojiyên paqijkirina kevneşopî hene. Ew dikare bi bandor ji qirêjiya jîngehê ya ku ji ber paqijkirina korozyona kîmyewî û teknolojiyên din ên paqijkirinê çêdibe dûr bisekine, û dê zirarê nede substratê.
Paqijkirina lazerê çi ye? Paqijkirina lazerê pêvajoyek e ku tê de tîrêjek lazerê ji bo rakirina materyalê ji rûyê madeyek hişk (an carinan şilek) tê bikar anîn. Di herikîna lazerê ya nizm de, materyal ji hêla enerjiya lazerê ya mijandî ve tê germ kirin û buhar dibe an jî sublîm dibe. Di herikîna lazerê ya bilind de, materyal bi gelemperî vediguhere plazmayê. Bi gelemperî, paqijkirina lazerê tê wateya rakirina materyalê bi karanîna lazerên pulsasyonî, lê heke şîdeta lazerê têra xwe bilind be, tîrêjek lazerê ya pêla domdar dikare ji bo ablasyona materyalê were bikar anîn. Lazera excimer a ronahiya ultraviyole ya kûr bi giranî ji bo ablasyona optîkî tê bikar anîn. Dirêjahiya pêlê ya lazerê ya ku ji bo ablasyona optîkî tê bikar anîn bi qasî 200nm e. Kûrahiya mijandina enerjiya lazerê û mîqdara materyalê ku ji hêla yek pulsa lazerê ve tê rakirin bi taybetmendiyên optîkî yên materyalê, û her weha dirêjahiya pêlê ya lazerê û dirêjahiya pulsê ve girêdayî ye. Girseya tevahî ya ku ji hêla her pulsa lazerê ve ji hedefê tê ablasyon kirin bi gelemperî wekî rêjeya ablasyonê tê binav kirin. Leza şopandina tîrêjê lazerê û nixumandina xeta şopandinê, û hwd., dê bandorek girîng li ser pêvajoya ablasyonê bike.
Cureyên Teknolojiya Paqijkirina Lazerê
1) Paqijkirina hişk a lazerê: Paqijkirina hişk a lazerê behsa tîrêjkirina rasterast a perçeya paqijkirinê bi lazera pulsasyonê dike, ku dibe sedema ku gemarên bingeh an rûyê erdê enerjiyê bikişînin û germahî zêde bibe, di encamê de berfirehbûna germî an lerizîna germî ya bingehê çêdibe, bi vî awayî herduyan ji hev vediqetîne. Ev rêbaz dikare bi giranî li du rewşan were dabeş kirin: yek ew e ku gemarên rûyê enerjiya lazerê digirin û berfireh dibin; ya din jî ew e ku bingeh enerjiya lazerê digire û lerizîna germî çêdike. Di sala 1969an de, SM Bedair û hevkarên wî kifş kirin ku rêbazên dermankirina rûyê yên cûrbecûr wekî dermankirina germî, korozyona kîmyewî û paqijkirina bi sandblasting hemî kêmasiyên cûda hene. Di heman demê de, dendika enerjiya bilind piştî fokuskirina lazerê dikare fenomena buharbûna rûyê materyalê gengaz bike, ku îhtîmala paqijkirina ne-wêranker a rûyê materyalê gengaz dike. Bi ceribandinan, hate dîtin ku karanîna lazerek ruby Q-switched bi dendika hêzê ya 30 MW/cm2 dikare paqijkirina gemarên rûyê materyalê silicon bêyî ku zirarê bide bingehê bi dest bixe, û ji bo cara yekem, paqijkirina hişk a lazerê ya gemarên rûyê materyalê hate pêkanîn. Rêjeya giştî dikare bi rêjeya veqetandina perçeyên qata fîlmê were îfade kirin, wekî jêrîn:
Di formulê de, ε nîşana enerjiya pulsa lazerê, h nîşana stûriya qata fîlma gemarî temsîl dike, û E nîşana modula elastîk a qata fîlmê temsîl dike.
2) Paqijkirina Şil a Lazerê: Berî ku perçeya kar a ku were paqijkirin bi lazera pulsasyonê re were rûbirûkirin, fîlmek şil a pêş-pêçandina rûyê tê sepandin. Di bin bandora lazerê de, germahiya fîlma şil bi lez bilind dibe û buhar dibe. Di kêliya buharbûnê de, pêlek bandorê çêdibe, ku li ser perçeyên qirêjiyê bandor dike û dibe sedema veqetandina wan ji substratê. Ev rêbaz hewce dike ku substrat û fîlma şil bi hev re reaksiyonê nekin, bi vî rengî rêza materyalên sepandinê sînordar dike. Di sala 1991-an de, K. Imen û hevkarên wî pirsgirêka qirêjiyên perçeyên sub-mîkron ên mayî li ser rûyên waferên nîvconductor û materyalên metalî piştî ku rêbazên paqijkirina kevneşopî hatin bikar anîn, çareser kirin û sepandina pêçandina fîlmek li ser rûyê substrata materyalê lêkolîn kirin ku dikare bi bandor enerjiya lazerê bigire. Piştre, bi karanîna lazerek CO2, fîlm enerjiya lazerê kişand û bi lez germahî zêde bû û keliya, buharbûna teqîner çêkir, ku qirêjiyan ji rûyê substratê dûr xist. Ev rêbaza paqijkirinê wekî paqijkirina şil a lazerê tê binavkirin.
3) Paqijkirina Pêla Şokê ya Plazmaya Lazerê: Pêlên şokê yên plazmaya lazerê dema ku lazer hewaya tîrêj dike û dibe sedema çêbûna pêla şokê ya plazmaya sferîk çêdibin. Pêla şokê li ser rûyê perçeya kar a ku were paqijkirin tevdigere û enerjiyê berdide da ku gemaran rake. Lazer li ser substratê tevdigere, bi vî awayî zirarê nade substratê. Teknolojiya paqijkirina pêla şokê ya plazmaya lazerê naha dikare perçeyên bi qûtra çend deh nanometreyan paqij bike, û li ser dirêjahiya pêlê ya lazerê ti sînorkirin tune. Prensîba fîzîkî ya paqijkirina plazmayê dikare wiha were kurtkirin: a) Tîrêjên lazerê yên ku ji hêla lazerê ve têne derxistin ji hêla qata gemarê ya li ser rûyê dermankirî ve têne mijandin. b) Mîqdara mezin a mijandinê plazmayek bi lez berfireh dibe (gaza bêîstîqrar a pir îyonîzekirî) çêdike û pêla bandorê çêdike. c) Pêla bandorê dibe sedema parçebûn û rakirina gemaran. d) Firehiya pulsa pulsa ronahiyê divê têra xwe kurt be da ku ji kombûna germî dûr bikeve ku dikare zirarê bide rûyê dermankirî. e) Ceribandinan nîşan dane ku dema ku oksîd li ser rûyê metalê hebin, plazma li ser rûyê metalê çêdibe. Plazma tenê dema ku dendika enerjiyê ji eşikê derbas dibe çêdibe, ku ev yek bi qata qirêjbûnê ya rakirinê an qata oksîdê ve girêdayî ye. Ev bandora eşikê ji bo paqijkirina bi bandor pir girîng e dema ku ewlehiya materyalê substratê tê misogerkirin. Xuyabûna plazmayê eşikek duyemîn jî heye. Ger dendika enerjiyê ji vê eşikê derbas bibe, materyalê substratê dê zirarê bibîne. Ji bo ku paqijkirina bi bandor were kirin dema ku ewlehiya materyalê substratê tê misogerkirin, divê parametreyên lazerê li gorî rewşê werin sererast kirin da ku dendika enerjiyê ya pulsa ronahiyê bi hişkî di navbera her du eşikan de be. Di sala 2001-an de, JM Lee û hevkarên wî taybetmendiya ku lazerên bi hêza bilind dema ku têne fokuskirin pêlên şoka plazmayê çêdikin bikar anîn, û lazerek pulsê bi dendika enerjiyê ya 2.0 J/cm2 (ji eşika zirarê ya waferên silîkonê pir bilindtir) bikar anîn da ku paralel bi wafera silîkonê tîrêjê bidin, bi serkeftî perçeyên tungstenê yên 1 μm ên ku li ser rûyê wafera silîkonê hatine adsorbekirin paqij kirin. Ev rêbaza paqijkirinê wekî paqijkirina pêla şoka plazmaya lazer tê binavkirin, û bi rastî, paqijkirina pêla şoka plazmaya lazer celebek paqijkirina lazerê hişk e. Armanca resen a van hersê teknolojiyên paqijkirina lazerê paqijkirina perçeyên piçûk ên li ser rûyê waferên nîvconductor bû. Dikare were gotin ku teknolojiya paqijkirina lazerê bi pêşkeftina teknolojiya nîvconductorê re derketiye holê. Lêbelê, teknolojiya paqijkirina lazerê bi berdewamî di warên din de jî hatiye sepandin, wek paqijkirina qalibê lastîkan, rakirina boyaxa çermê balafiran, û sererastkirina rûyê berhemên dîrokî. Dema ku di bin tîrêjên lazerê de ne, gaza bêbandor dikare li ser rûyê substratê were avêtin. Dema ku gemarî ji rûyê werin rakirin, ew ê tavilê ji hêla gazê ve ji rûyê werin avêtin da ku ji gemarîbûn û oksîdasyona rûyê dûr bikevin.
Ewsepandina teknolojiya paqijkirina lazerê
1) Di warê nîvconductor de, paqijkirina waferên nîvconductor û substratên optîkî heman pêvajoyê dihewîne, ku ew jî pêvajoykirina madeyên xav bi rêya birîn, hûrkirin û hwd. bo şeklên pêwîst e. Di vê pêvajoyê de, gemarên perçeyî têne danîn, ku rakirina wan dijwar e û dibin sedema pirsgirêkên gemarbûna dubare yên giran. Gemarên li ser rûyê waferên nîvconductor dikarin bandorê li kalîteya çapkirina çerxeya devreyê bikin, bi vî rengî temenê çîpên nîvconductor kurt bikin. Gemarên li ser rûyê substratên optîkî dikarin bandorê li kalîteya cîhaz û pêçanên optîkî bikin, û dibe ku bibin sedema belavkirina enerjiyê ya neyeksan, temenê kurt bikin. Ji ber ku paqijkirina hişk a lazerê meyla zirarê dide rûyê substratê, ev rêbaza paqijkirinê di paqijkirina waferên nîvconductor û substratên optîkî de kêmtir tê bikar anîn. Paqijkirina şil a lazerê û paqijkirina pêla şokê ya plazmayê ya lazerê di vê qadê de serîlêdanên serketîtir hene. Xu Chuanyi û hevkarên wî danîna boyaxa magnetîkî ya taybetî ya mîkro-pîvan li ser rûyê substratên optîkî yên ultra-lûs wekî fîlimek dielektrîk lêkolîn kirin, û dûv re ji bo paqijkirinê lazerek pulsasyon bikar anîn. Bandora paqijkirinê baş bû, her çend hejmara perçeyên nepak li ser yekîneya rûberê zêde bû jî, mezinahî û rûbera nixumandina perçeyên nepak bi girîngî kêm bû. Ev rêbaz dikare perçeyên nepak ên mîkro-pîvan li ser rûyê substratên optîkî yên ultra-lûs bi bandor paqij bike. Zhang Ping bandora mesafeya xebatê û enerjiya lazerê li ser bandora paqijkirina gemarên bi mezinahiya perçeyên cûda di teknolojiya paqijkirina plazmaya lazerê de lêkolîn kir. Encamên ceribandinê nîşan dan ku ji bo perçeyên polîstîrenê li ser substratên cama guhêrbar, mesafeya xebatê ya çêtirîn ji bo enerjiya 240 mJ 1.90 mm bû. Her ku enerjiya lazerê zêde dibû, bandora paqijkirinê bi girîngî çêtir dibû, û gemarên perçeyên mezin hêsantir dibûn ku werin paqijkirin.
2) Di warê materyalên metalî de, paqijkirina rûyên materyalên metalî ji paqijkirina waferên nîvconductor û substratên optîkî cuda ye. Gemsarên ku werin paqijkirin di kategoriya makroskopîk de ne. Gemsarên li ser rûyê materyalên metalî bi giranî tebeqeya oksîdê (tebeqeya zengarê), tebeqeya boyaxê, pêçandin û pêvekên din hene, û dikarin wekî gemarên organîk (wekî tebeqeya boyaxê, pêçandin) û gemarên neorganîk (wekî tebeqeya zengarê) werin dabeş kirin. Paqijkirina gemarên rûyê materyalên metalî bi giranî ji bo pêkanîna hewcedariyên pêvajo an karanîna paşê ye, wek rakirina nêzîkî 10 μm tebeqeya oksîdê ji rûyê perçeyên alloy tîtanyûmê berî kaynakirinê, rakirina pêçandina boyaxa orîjînal li ser rûyê çerm di dema tamîrên mezin ên balafiran de da ku ji nû ve spreykirinê hêsan bike, û paqijkirina birêkûpêk a perçeyên lastîkî yên ku bi qalibê lastîkên lastîkî ve girêdayî ne da ku paqijiya rûyê û kalîte û temenê qalibê misoger bike. Asta zirarê ya materyalên metalî ji ya asta paqijkirina lazerê ya gemarên rûyê wan bilindtir e. Bi hilbijartina lazerek hêzê ya guncan, bandorek paqijkirinê ya çêtir dikare were bidestxistin. Ev teknoloji di hin waran de bi awayekî gihîştî hatiye sepandin. Wang Lihua û yên din. sepandina teknolojiya paqijkirina lazerê di dermankirina çermên oksîdê li ser rûyên alloyên alumînyûm û alloyên tîtanyûmê de lêkolîn kir. Encamên lêkolînê nîşan dan ku karanîna lazerek bi dendika enerjiyê ya 5.1 J/cm2 dikare qata oksîdê li ser rûyê alloya alumînyûmê A5083-111H paqij bike dema ku kalîteya baş a substratê biparêze, û karanîna lazerek pulsasyonê bi hêza navînî ya 100 W bi awayekî skankirinê dikare qata oksîdê li ser rûyê alloyên tîtanyûmê bi bandor paqij bike û hişkiya rûyê materyalê baştir bike. Şirketên navxweyî yên wekî Ruike Laser, Daqu Laser, û Shenzhen Chuangxin alavên paqijkirina lazerê pêşxistine ku bi berfirehî ji bo paqijkirina qalibên lastîkî yên wekî lastîk, qatên zengara metal, û lekeyên rûnê li ser rûyê pêkhateyan têne bikar anîn.
3) Di warê bermayiyên çandî de, paqijkirina bermayiyên metal û kevir û rûyên kaxezê ji bo rakirina gemarên wekî ax û lekeyên mûrekê ku ji ber dîroka wan a dirêj li ser rûyên wan xuya dibin, pêwîst e. Ji bo sererastkirina bermayiyan, divê ev gemar bên rakirin. Ji bo berhemên kaxezê yên wekî xetnivîsî û tabloyan, dema ku bi awayekî nerast werin hilanîn, qalib li ser rûyên wan mezin dibe û lekeyan çêdike. Ev lek bi giranî bandorê li xuyanga orîjînal a kaxezê dikin, nemaze ji bo kaxezên bi nirxek çandî an dîrokî ya bilind, ku dê bandorê li nirxandin û parastina wê bike. Zhao Ying û hevkarên wî gengaziya karanîna lazera ultraviyole ji bo paqijkirina lekeyên qalibê li ser tomarên kaxezê lêkolîn kirin. Encamên ceribandinê nîşan dan ku karanîna lazerek bi dendika enerjiyê ya 3.2 J/mm2 ji bo skankirinê carekê dikare lekeyên zirav rake, û skankirina du caran dikare lekeyan bi tevahî rake. Lêbelê, heke enerjiya lazerê ya ku tê bikar anîn pir zêde be, ew ê zirarê bide tomara kaxezê dema ku lekeyan radike. Zhang Xiaotong û hevkarên wî bi serkeftî bermayiyek bronz a zêrkirî bi karanîna rêbaza fîlma şilav a tîrêjkirina vertîkal a lazerê sererast kirin. Zhang Licheng û hevkarên wî teknolojiya paqijkirina lazerê di sererastkirina peykerê seramîk ê jin ê boyaxkirî yê Xanedaniya Han de bikar anîn. Yuan Xiaodong û hevkarên wî bandora teknolojiya paqijkirina lazerê di paqijkirina bermahiyên kevirî de lêkolîn kir û zirara li ser laşê kevirê qûmê berî û piştî paqijkirinê, û her weha bandorên paqijkirinê yên lekeyên mûrekê, qirêjiya dûmanê û qirêjiya boyaxê berawird kir.
Encam: Teknolojiya paqijkirina lazer teknîkek nisbeten pêşketî ye, bi perspektîfên lêkolîn û sepandinê yên berfireh di warên rastbûna bilind de wekî hewavanî, alavên leşkerî, û endezyariya elektronîk û elektrîkê. Niha, teknolojiya paqijkirina lazer di hin waran de bi serkeftî hatiye sepandin, bi saya performansa paqijkirinê ya bi bandor, dostane ji bo jîngehê û hêja. Qadên sepandina wê hêdî hêdî berfireh dibin. Pêşveçûna teknolojiya paqijkirina lazer ne tenê di warên wekî rakirina boyaxê û rakirina zengarê de bi awayekî gihîştî hatiye sepandin, lê di heman demê de di salên dawî de raporên karanîna lazer ji bo paqijkirina qata oksîdê li ser têlên metal jî hene. Berfirehkirina qadên sepandina heyî û pêşkeftina qadên nû bingeha pêşkeftina teknolojiya paqijkirina lazer in. Lêkolîn û pêşkeftina alavên paqijkirina lazer ên nû û pêşkeftina alavên paqijkirina lazer ên nû dê cûdahiyê nîşan bidin, ku di encamê de fonksiyonên cûrbecûr çêdibin. Di pêşerojê de, bi hevkariya robotên pîşesaziyê re, bidestxistina paqijkirina lazer a bi tevahî otomatîk jî gengaz e. Trenda pêşkeftina teknolojiya paqijkirina lazer wiha ye:
(1) Xurtkirina lêkolînên li ser teoriya paqijkirina lazerê ji bo rêberiya sepandina teknolojiya paqijkirina lazerê. Piştî nirxandina hejmareke mezin ji belgeyan, tê dîtin ku pergaleke teorîk a gihîştî tune ye ku piştgiriyê bide teknolojiya paqijkirina lazerê, û piraniya lêkolînan li ser ceribandinan in. Avakirina pergaleke teorîk a paqijkirina lazerê bingeha pêşkeftin û gihîştina teknolojiya paqijkirina lazerê ye.
(2) Berfirehkirina qadên sepandina heyî û qadên sepandina nû. Teknolojiya paqijkirina lazerê di warên wekî rakirina boyaxê û rakirina zengarê de bi serkeftî hatiye sepandin, û di salên dawî de rapor hene ku lazer ji bo paqijkirina qata oksîdê li ser têlên metalî tê bikar anîn. Berfirehkirina qadên sepandina heyî û pêşxistina qadên nû axek berhemdar e ji bo pêşxistina teknolojiya paqijkirina lazerê.
(3) Lêkolîn û pêşxistina alavên paqijkirina lazerê yên nû. Pêşxistina alavên paqijkirina lazerê yên nû dê cudahî nîşan bide. Cureyek alavên bi gerdûnîbûnek diyarkirî ne ku gelek qadên serîlêdanê vedihewîne, wek mînak amûrek dikare di heman demê de fonksiyonên rakirina boyaxê û rakirina zengarê bi dest bixe. Cureya din alavên taybetî ne ji bo hewcedariyên taybetî, wek sêwirandina alavên taybetî an fîberên optîkî ji bo bidestxistina fonksiyona paqijkirina gemaran di cîhên piçûk de. Bi hevkariya bi robotên pîşesaziyê re, paqijkirina lazerê ya bi tevahî otomatîk jî rêgezek serîlêdanê ya populer e.
Dema şandinê: 17ê Tîrmehê-2025
