[发明专利]一种激光调谐电流波形制备功能性梯度镀层的方法及装置

权利要求书

1.一种激光调谐电流波形制备功能性梯度镀层的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一)在控制系统中设置激光参数和目标电流波形；

步骤二)构建电化学回路和启动脉冲激光器(2)输出能量从而得到实际电流波形，控制系统将实际电流波形和目标电流波形进行实时对比；根据对比结果，调节步骤一)中激光参数，使得实际电流波形和目标电流波形的误差在一定范围内；

步骤三)制备功能性梯度镀层：利用激光并根据实际电流波形实现逐层沉积，得到功能性梯度镀层。

2.根据权利要求1所述的激光调谐电流波形制备功能性梯度镀层的方法，其特征在于，激光参数包括：扫描面积5×5mm～20×20mm，扫描面积大于阴极基板(8)上表面面积，单脉冲能量为5～50μJ，扫描线间距5～300μm，扫描速率0～10000mm/s，重复频率为0.2～4MHz，脉冲宽度小于500ns。

3.根据权利要求1所述的激光调谐电流波形制备功能性梯度镀层的方法，其特征在于，步骤三中，脉冲电化学电源(10)为单向脉冲电源，电压0～60V，频率1kHz～2MHz，占空比0～100％。

4.根据权利要求1所述的激光调谐电流波形制备功能性梯度镀层的方法，其特征在于，构建电化学回路包括：将阴极基板(5)和阳极板(8)放入工作槽(6)，阳极板(8)与阴极基板(5)垂直放置；调整脉冲激光器(2)焦点位于阴极基板(5)上表面后，倒入电沉积液，接通脉冲电化学电源(10)。

5.根据权利要求1所述的激光调谐电流波形制备功能性梯度镀层的方法，其特征在于，所述电沉积液为透明溶液，电沉积液厚度范围为5～15mm。

6.根据权利要求1所述的激光调谐电流波形制备功能性梯度镀层的方法，其特征在于，步骤一中，目标电流波形为平波、锯齿波或者正弦波。

7.根据权利要求1所述的激光调谐电流波形制备功能性梯度镀层的方法，其特征在于，步骤二中，实际电流波形通过电流信号采集器(9)采集，实际电流波形的采样间隔小于0.1s。

8.根据权利要求1所述的激光调谐电流波形制备功能性梯度镀层的方法，其特征在于，步骤二中，实际电流波形和目标电流波形的误差范围不超过±5％。

9.根据权利要求1所述的激光调谐电流波形制备功能性梯度镀层的方法，其特征在于，所述阴极基板(5)为铜板，阳极板(8)为不溶性阳极。

10.根据权利要求1至9任一项所述的激光调谐电流波形制备功能性梯度镀层的方法的装置，其特征在于，包括控制系统、激光辐照系统和电沉积系统；所述控制系统包括计算机(1)、电流信号采集器(9)和X-Y-Z工作台(7)；所述计算机(1)控制脉冲激光器(2)输出以及X-Y-Z工作台移动(7)；所述电流信号采集器(9)提供实际电流波形反馈，用于计算机(1)的目标电流波形误差对比；

所述激光辐照系统包括脉冲激光器(2)、反射镜(3)和聚焦透镜(4)；所述反射镜(3)置于脉冲激光器(2)水平方向，所述聚焦透镜(4)置于反射镜(3)正下方；

所述电沉积系统包括脉冲电化学电源(10)、阳极板(8)和阴极基板(5)；所述脉冲电化学电源(10)正极和负极分别与阳极板(8)和阴极基板(5)连接。