(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210818294.3 (22)申请日 2022.07.13 (71)申请人 吉林大学 地址 130012 吉林省长 春市前进大街269 9 号 (72)发明人 黄虎　王超　洪婧　崔明明　 张洪洋　钱永峰　 (74)专利代理 机构 长春市恒誉 专利代理事务所 (普通合伙) 22212 专利代理师 李荣武 (51)Int.Cl. B23K 26/352(2014.01) B23K 26/60(2014.01) B23K 26/70(2014.01) C22F 1/02(2006.01)G01Q 60/24(2010.01) G01N 23/2251(2018.01) (54)发明名称 一种纳秒激光可视化高熵合金表面显微结 构的方法 (57)摘要 一种纳秒激光可视化高熵合金表面显微结 构的方法， 属于高熵合金表面改性领域。 该方法 为： 将抛光后的高熵合金样品使用无水乙醇进行 超声清洗， 利用纳秒激光器对高熵 合金表面进行 辐照， 通过控制激光辐照参数， 利用高熵合金表 面显微结构 的物理、 化学特性的差异， 在激光与 高熵合金的交互过程中产生不同的表面微纳米 结构， 实现对高熵合金样品表 面显微结构的可视 化。 本发明方法可 以简单、 有效的实现不同类型 高熵合金的表 面显微结构的可视化， 在材料科学 研究领域有着广阔的前 景。 权利要求书1页 说明书4页 附图2页 CN 115178880 A 2022.10.14 CN 115178880 A 1.一种纳秒激光可视化高熵合金表面显微结构的方法， 其特征在于:将抛光后的高熵 合金样品使用无水乙醇进行超声清洗， 利用高熵合金表面显微结构的物理、 化学特性的差 异， 在激光与高熵合金 的交互过程中产生不同的表面微纳米结构， 实现对高熵合金样品表 面显微结构的可视化， 该 方法由以下步骤组成： 步骤一、 将抛光后的高熵合金样品使用无水乙醇进行超声清洗、 干燥， 得到预处理的高 熵合金样品； 步骤二、 在不同的气体氛围下， 利用纳秒激光器对预处理后的高熵合金表面进行辐照； 激光辐照参数范围为： 激光波长为1064nm， 激光扫描速度为1 ‑50mm/s， 相邻扫描线的重叠率 为50％‑90％， 激光能量密度为0.1 ‑1J/cm2； 步骤三、 利用高熵合金表面显微结构的物 理、 化学特性的差异， 在激光与高熵合金的交 互过程中产生表面不同的微纳米结构， 实现对高熵合金样品表面显微结构包括晶相、 晶粒、 晶界的可视化； 其中， 表 面微纳米结构的形状包括微凹、 微凸、 光栅等结构， 其尺 寸在10nm ‑1 μm。 2.根据权利要求1所述的一种纳秒激光可视化高熵合金表面显微结构的方法， 其特征 在于， 所述 步骤一中 高熵合金的类型包括但不限于F eCoCrMnNi、 AlCoCrF eNi2.1。 3.根据权利要求1所述的一种纳秒激光可视化高熵合金表面显微结构的方法， 其特征 在于， 所述 步骤二中气体氛围包括但不仅限于空气、 氩气、 氮气等。 4.根据权利要求1所述的一种纳秒激光可视化高熵合金表面显微结构的方法， 其特征 在于， 所述步骤三中高熵合金材料表面显微结构的物理、 化学特性的差异包括但不限于不 同晶相的热力学差异、 晶粒与晶界的热力学差异， 不同晶粒的 晶格结构的差异。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115178880 A 2一种纳秒激光可视化高熵合金表面显微结构的方 法 技术领域 [0001]本发明属于高熵合金表面改性领域， 特别涉及一种纳秒激光可视化高熵合金表面 显微结构的方法， 在材 料科学研究领域有着广阔的前 景。 背景技术 [0002]高熵合金是由五种或五种以上元素按等原子或近等原子比组成的新兴合金， 近年 来受到广泛关注。 由于独特的合金设计理念， 它们由稳定的无序固溶体组成， 而不是传统的 金属间化合物。 因此， 与传统合金相比， 高熵合金具有高强度和高韧性、 极端条件下的稳定 性和优异的抗辐 射性等优异性能， 在先进技术中具有广阔的应用前景。 但由于开发历史较 短且元素组合多样， 对高熵合金的显微结构和性能的研究仍是必不可少的。 [0003]在材料科学研究中， 材料的显微结构的尺寸、 形态和分布决定了它们的部分机械、 物理和化学特性。 到目前为止， 只有几种 方法可以表征显微结构， 包括化学腐蚀、 电子背散 射衍射(EBSD)、 透射电子显微镜(TEM)和同步辐射成像技术。 虽然这些方法可用于表征显微 结构， 但它们也存在一些缺点， 例如污染、 昂贵和耗时。 由于显微结构之 间物理、 化学特性的 差异， 使用精确可控的纳秒激光对材料表面进行辐照， 可以使得显微结构产生不同形状和 尺寸的微纳米结构， 从而实现高熵合金显微结构的直接可视化。 发明内容 [0004]本发明的目的在于提出了一种纳秒激光可视化高熵合金表面显微结构的方法， 解 决现有技术存在的上述问题。 利用本发明提供 的方法， 利用纳秒激光器对高熵合金表面进 行辐照， 通过控制激光辐照参数， 利用高熵合金材料表面显微结构的物理、 化学特性的差 异， 在激光与高熵合金 的交互过程中产生不同的表面微纳米结构， 实现对高熵合金样品表 面显微结构的可视化。 [0005]本发明的上述目的通过以下技 术方案实现： [0006]一种纳秒激光可视化高熵合金表面显微结构的方法， 其特征在于:将抛光后的高 熵合金样品使用无水乙醇进行超声清洗， 利用纳秒激光器对高熵合金表面进行辐照， 通过 控制激光辐照参数， 利用高熵 合金表面显微结构的物理、 化学特性的差异， 在激光与高熵 合 金的交互过程中产生不同的表面微纳米结构， 实现对高熵合金样品表面显微结构的可视 化， 该方法由以下步骤组成： [0007]步骤一、 将抛光后的高熵合金样品使用无水乙醇进行超声清洗、 干燥， 得到预处理 的高熵合金样品； [0008]步骤二、 在不 同的气体氛围下， 利用纳秒激光器对预处理后的高熵合金表面进行 辐照。 激光辐照参数范 围为： 激光波长为1064nm， 激光扫描速度为1 ‑50mm/s， 相邻扫描线的 重叠率为50％‑90％， 激光能量密度为0.1 ‑1J/cm2。 [0009]步骤三、 利用高熵合金表面显微结构的物理、 化学特性的差异， 在激光与高熵合金 的交互过程中产生不同的表面微纳米结构， 实现对高熵合金样品表面显微结构包括晶相、说　明　书 1/4 页 3 CN 115178880 A 3