激光能量向金屬的的傳輸,就是金屬對激光的吸收過程。金屬中的自由電子密度越大,金屬的電阻越小,自由電子受迫振動產(chǎn)生的反射波越強,則反射率越高。一般導(dǎo)電性能好的金屬,其對紅外激光的反射率越高。
在可見光和紅外波段,大多數(shù)金屬吸收光的深度均小于100nm。當激光照射到金屬表面時,激光與金屬材料相互作用作用區(qū)的表面薄層吸收了激光能量,在10-11—10-10s的時間內(nèi)轉(zhuǎn)換為熱能,使表面溫度升高,同時金屬表面發(fā)生氧化和被污染,降低了金屬表面的粗糙度。粗糙表面比光滑表面的吸收率可以提高一倍。金屬被加熱到高溫并保持足夠時間后,金屬與環(huán)境介質(zhì)將發(fā)生相互作用,使表面發(fā)生化學(xué)成分的變化。例如,含碳量腳高的鋼或鑄鐵,在氧化氣氛下,激光使其加熱到高溫,在表面層會產(chǎn)生一個非常薄的脫碳區(qū)。當金屬表面覆蓋有石墨、滲硼劑、碳、鉻和鎢等介質(zhì)時,可以利用激光實現(xiàn)鋼的滲碳、滲硼和幾個表面合金化。當對金屬表面處理后,如用陽極氧化處理鋁表面,可以使鋁對10600nmCO2激光的吸收率接近100%。
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