涂有底漆的样品显示激光系统的标记。来源:Carlos Jones/ORNL

在实验中，他们通过将脉冲纳秒激光的初级光束分成两部分，并将其聚焦在样品表面的同一个点上来处理铝合金板。该工艺使铝合金板表面变得粗糙，并在其表面形成了周期性结构，改变了表面化学和亚表面微观结构。

(a，b)样品在F1 = 1.238J/cm2 脉冲的激光注量下的表面轮廓和光栅速度为(c) 2 mm/s、(d) 4 mm/s、(e) 6 mm/s和(f) 8 mm/s的激光扫描的典型中心线的轮廓。

参考文章1.Adrian S. Sabau et al, Laser-interference pulse number dependence of surface chemistry and sub-surface microstructure of AA2024-T3 alloy, Optics & Laser Technology (2020). DOI: 10.1016/

对此，橡树岭国家实验室(Oak Ridge National Laboratory，ORNL是美国能源部所属的一个大型国家实验室)的一个多学科科学家团队应用了激光干涉结构(laser-interference structuring，LIS)，旨在削减甚至放弃对这些危险化合物的需求与应用。

该团队还在另一篇论文中概述了使用美国军方用于飞机机翼和机身的环氧底漆进行的最终测试。技术人员Mike Stephens在经过不同处理的合金板上喷涂底漆和面漆，以达到国防部的严格要求。然后，他将样品暴露在2000小时的盐雾中，以在多个时期检查耐腐蚀性的变化状况。Jun作为主要领导者，负责腐蚀测试，他调查了LIS制备的合金表面与常规制备的合金基材(分为有和没有底漆和面漆多种情况)的对比情况。他总结道：“激光干涉处理后的基材显示出更高的耐腐蚀性，可归因于富铜沉淀物的溶解。然而，在涂有底漆或底、面漆的样品上，LIS的表现不如化学溶剂技术，一些样品在盐雾暴露96小时内出现水泡。然而，这些水泡很小，并在数百小时的暴露中保持稳定。我们团队测试了第二组样品，这些样品在涂底漆前只需用丙酮擦拭，腐蚀很少，水泡的形成延迟了数百小时。”

Sabau拿着一个涂有底漆的样品，该样品用激光干涉结构进行了预处理，并显示出涂层附着力。

缘起

江苏激光联盟陈长军原创作品！

你也许会问：“在激光加工中，表面上产生那么大的能量，那么在衬底和内部发生了什么呢？造成任何损坏了吗？会导致其裂开吗？有没有不利于防腐的微观结构效应？” 别担心，物理化学家Meyer和显微镜学家Leonard对其表征工作进行了记录，可回答你这些问题（具体可见文末的参考文章）。

现有车辆工业所应用的化学处理含有环境和健康风险的有害化合物，研究人员的纳秒激光干涉结构或能为此提供更安全、更环保、更可持续的建议！

江苏激光联盟导读：

3.Jiheon Jun et al, Corrosion Behavior of Laser-Interference Structured AA2024 Coated with a Chromate-Containing Epoxy Primer, Corrosion (2021). DOI: 10.5006/3717

ORNL科学家Adrian Sabau所设计的激光干涉结构系统部件，该系统用于处理铝合金板以防止腐蚀。来源：Carlos Jones/ORNL

Sabau专门从事金属铸造和凝固等材料加工，他带领着自己的团队最近完成了一个在汽车应用中使用LIS进行焊接的项目。当他了解到国防部呼吁研究非溶剂表面制备时，萨博认识到类似的技术也可以有效地提高涂层附着力。他的新应用技术也正是来源于此。

用(a–c)CCC和(d) SAA处理制备的x射线切割测试铝板的图片。

2.Adrian S. Sabau et al, Coating adhesion of a chromate-containing epoxy primer on Al2024-T3 surface processed by laser-interference, International Journal of Adhesion and Adhesives (2020). DOI: 10.1016/

LIS方法的新应用响应了美国国防部对研究项目的要求——探索军用车辆和飞机系统中非化学腐蚀防护的替代方法。铬酸盐转化涂层（Chromate conversion coating, CCC），使用六价铬（一种已知的致癌物）来抑制腐蚀。硫酸阳极氧化（ Sulfuric acid anodizing，SAA）使用会严重刺激皮肤和眼睛的硫酸，一旦被吸入可能会导致永久性肺部损伤。每年有数百万加仑用过的化学溶液被作为危险废物处理。军方运营着多架飞机、辆坦克、数百艘船只以及大量其他车辆和武器系统。国防部拥有并运营数百个制造和维修这些车辆和设备的工业设施，每年花费超过200亿美元用于防腐。因此LIS方法的新应用可谓应运而生，有着重要的价值！

来源：Oak Ridge National Laboratory