[发明专利]飞秒激光叠加纳秒激光冲击的复合强化方法

权利要求书

1.一种飞秒激光叠加纳秒激光冲击的复合强化方法，其特征在于，包括：

步骤一：采用飞秒激光在材料表面诱导出纳米条纹结构形成着色表层，并将该着色表层作为原位吸收层；

步骤二：在该原位吸收层上覆盖约束层；

步骤三：使用纳秒激光在材料表面诱导高压冲击波，直至实现大深度残余应力层的诱导和晶粒细化、塑性变形的产生；

其中，所述步骤一还包括设定飞秒激光直写参数，所述飞秒激光直写参数包括单脉冲能量、重复频率、扫描速度和光斑重叠率；所述飞秒激光直写参数的设定过程为：

首先采用轮廓仪测量材料表面轮廓最大高度差，并根据式(1)和(2)：

h₀≤Z_R (1)

求出所用激光光斑直径，根据设定的光斑重叠率由式(3)：

v＝(1-η)·f·D (3)

求出飞秒激光扫描速度，随后设置单脉冲能量；其中h₀为材料表面轮廓最大高度差，D为激光光斑直径，ω₀为束腰半径，Z_R为瑞利长度，λ为激光波长，η为光斑重叠率，v为飞秒激光扫描速度，f为飞秒激光重复频率。

2.根据权利要求1所述的一种飞秒激光叠加纳秒激光冲击的复合强化方法，其特征在于，步骤一前还包括清理待强化材料表面。

3.根据权利要求2所述的一种飞秒激光叠加纳秒激光冲击的复合强化方法，其特征在于，清理待强化材料方法包括：依次采用去离子水、有机溶剂清洗待强化材料表面，再进行干燥处理，得到干燥洁净的待强化材料。

4.根据权利要求1所述的一种飞秒激光叠加纳秒激光冲击的复合强化方法，其特征在于，所述约束层包括去离子水、K9玻璃。

5.根据权利要求1所述的一种飞秒激光叠加纳秒激光冲击的复合强化方法，其特征在于，步骤一以后还包括材料表面二次清理，采用气体或液体介质冲刷直写着色的材料表面，获得洁净的飞秒着色表面。

6.根据权利要求1所述的一种飞秒激光叠加纳秒激光冲击的复合强化方法，其特征在于，步骤三还包括设定纳秒冲击参数，所述纳秒冲击参数包括冲击时的能量、脉冲激光冲击次数、光斑搭接率；所述冲击时的能量不小于纳秒激光脉冲的能量阈值。

7.根据权利要求1所述的一种飞秒激光叠加纳秒激光冲击的复合强化方法，其特征在于，步骤三结束以后还包括采用去离子水及有机溶剂清洗材料表面，进行干燥处理，获得最终的复合强化表面。