飛秒激光誘導(dǎo)TC4表面微觀組織研究

崔 靜,張 杭,路夢(mèng)柯,翟 巍,楊廣峰

(中國(guó)民航大學(xué)機(jī)場(chǎng)學(xué)院,天津 300300)

1 引 言

飛秒激光因其加工熱影響區(qū)小,精度高,無(wú)需后續(xù)處理,加工范圍廣,幾乎所有的材料都可以加工等優(yōu)點(diǎn),被廣泛應(yīng)用于精密加工和特種加工領(lǐng)域[1]。飛秒激光誘導(dǎo)表面微納結(jié)構(gòu)技術(shù)涉及光學(xué)、物理、材料、化學(xué)、生物、信息、控制、機(jī)械、納米科學(xué)等學(xué)科,為航空[1]、集成電路制造[2-3]、汽車[4]、生物醫(yī)療[5-6]等領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)跨越式發(fā)展提供了重要的制造支撐。

Granados Eduardo等[7]在單晶金剛石中通過(guò)高度可控的直接飛秒紫外線激光誘導(dǎo)周期性表面制造光子表面結(jié)構(gòu),實(shí)驗(yàn)通過(guò)改變激發(fā)波長(zhǎng),強(qiáng)度,沖擊脈沖數(shù)及其偏振態(tài),得到了金剛石光柵結(jié)構(gòu)。Suocheng Wang等[8]通過(guò)飛秒激光燒蝕和熱氧化的方法,在銅箔上誘導(dǎo)了原位Cu x O納米結(jié)構(gòu)的生長(zhǎng)來(lái)增大電容。劉凱軍等[9]利用飛秒激光在空氣和水中誘導(dǎo)鈦合金表面形成不同的周期條紋結(jié)構(gòu),分析了條紋方向和周期大小隨環(huán)境介質(zhì)和能量密度的變化規(guī)律,利用表面等離子體和二次諧波以及Sipe理論進(jìn)行了解釋。李志明等[10]對(duì)硅材料飛秒激光損傷進(jìn)行了數(shù)值模擬,得到激光能量密度和脈沖延遲時(shí)間對(duì)熱積累效應(yīng)的影響。許媛等[11]分析了飛秒脈沖激光燒蝕金屬的機(jī)理,通過(guò)建立一維熱傳導(dǎo)雙溫方程,得到多光子電離所導(dǎo)致的電子發(fā)射和熱電子發(fā)射對(duì)飛秒燒蝕過(guò)程的影響過(guò)程。張生孔[12]利用飛秒激光制備TiO2納米薄膜,通過(guò)激光誘導(dǎo)擊穿光譜(Lanser-Induced Breakdown Spectroscopy,LIBS)技術(shù)確定等離子體溫度的時(shí)間演變特性和電子密度與能量密度之間的關(guān)系,得到等離子的演化特性,最后通過(guò)實(shí)驗(yàn)得到最佳的成膜條件。李晨[13]通過(guò)有限差分法分析了飛秒激光作用于五種典型固體材料出現(xiàn)激光誘導(dǎo)周期性表面結(jié)構(gòu)(Laser Induced Periodic Surface Structure,LIPSS)的原因,并用實(shí)驗(yàn)得到了驗(yàn)證,說(shuō)明LIPSS 形成過(guò)程是材料表面微納米結(jié)構(gòu)與電磁場(chǎng)相互作用的反饋過(guò)程。Huan Yang等[14]利用飛秒激光紋理化方法首次通過(guò)簡(jiǎn)單的激光燒蝕制備了可承受應(yīng)變高達(dá)400 %的有機(jī)硅彈性體超疏水表面,證明了飛秒激光改性材料表面結(jié)構(gòu)的可行性。Xue Bai等[15]利用飛秒激光直接在熱響應(yīng)形狀記憶聚合物(shape memory polymer,SMP)的表面上誘導(dǎo)分層的微柱陣列,成功地制備了可以改變其表面形態(tài)和潤(rùn)濕性以響應(yīng)熱的超疏水性記憶表面,。

TC4因耐熱性、耐蝕性好,強(qiáng)度高,塑性強(qiáng)廣泛應(yīng)用于飛船機(jī)體、發(fā)動(dòng)機(jī)風(fēng)扇殼體、低壓和高壓壓縮機(jī)前端的圓盤、動(dòng)翼、靜翼等關(guān)鍵部位[4-5],但是目前對(duì)于利用飛秒激光加工TC4后表面形貌的變化規(guī)律研究較少。因此本文以TC4為研究對(duì)象,利用飛秒脈沖激光對(duì)其加工的周期結(jié)構(gòu)和微納凸起等方面進(jìn)行了研究,通過(guò)改變飛秒激光的掃描速度,利用掃描電子顯微鏡(Scanning Electron Microscope,SEM)、白光干涉儀和光學(xué)顯微鏡,觀察分析TC4表面形貌和顏色的變化。通過(guò)分析高斯光束的分布特點(diǎn)和光斑重疊率隨掃描速度的變化,從激光能量的角度解釋了表面不同形貌的形成原因,并根據(jù)燒蝕形貌特點(diǎn)對(duì)固定能量密度下激光掃描速度進(jìn)行了劃分,得到了掃描速度對(duì)TC4表面形貌的影響規(guī)律。

2 試驗(yàn)原理

本文所選激光器產(chǎn)生的光束為高斯光束,如圖1所示,各點(diǎn)的能量密度在空間上分布不均勻,在距離光束中心r處的空間能量密度Φ(r)與中心峰值能量密度Φ0的關(guān)系如下所示[6]:

圖1 高斯光束在空間上的分布

Φ(r)=Φ0exp(-2r2/ω02)

(1)

式中,ω0為經(jīng)過(guò)透鏡聚焦后的光斑半徑。由此可以看出,光斑中心處強(qiáng)度最大,距離光斑中心越遠(yuǎn),即r越大,能量密度Φ(r)越低,呈遞減趨勢(shì)[16]。

在飛秒激光對(duì)金屬進(jìn)行燒蝕過(guò)程中,燒蝕形貌和燒蝕出的周期結(jié)構(gòu)陣列尺寸與激光的光斑重疊率和沉積在材料表面單位距離的脈沖數(shù)有關(guān)。激光的一次脈沖可以在樣品表面形成一個(gè)光源,在掃描過(guò)程中兩個(gè)光斑中間發(fā)生重疊。光斑的重疊率和單位面積內(nèi)的脈沖數(shù)量可以通過(guò)掃描速度來(lái)改變,如圖2所示。

圖2 光斑重疊示意圖

因?yàn)楣獍邩O小(50 μm)且脈沖持續(xù)時(shí)間為飛秒級(jí)別(10-15s)遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于相鄰脈沖間隔(10-4s),所以為了方便計(jì)算,將光斑近似為正方形,重復(fù)頻率的倒數(shù)近似為相鄰兩個(gè)脈沖的時(shí)間間隔,得到光斑重疊率的計(jì)算公式[7]:

(2)

式中,φ為光斑重復(fù)率;d為光斑直徑,單位為μm;v為掃描速度,單位為mm/s;f為激光重復(fù)頻率,單位為kHz;v/f為光斑中心間距。從上式可以看出,激光的光斑重疊率與掃描速度成反比。在飛秒激光與TC4相互作用的過(guò)程中,激光的光斑重疊率決定了沿激光掃描方向單位距離的TC4表面沉積的激光能量大小。在激光重復(fù)頻率和光斑大小一定時(shí),光斑重疊率僅與掃描速度有關(guān),并且隨著掃描速度的增加,相鄰光斑中心間距增大,光斑的重疊度降低,單位面積內(nèi)的脈沖數(shù)量減少,沉積在TC4表面的激光能量減少,根據(jù)多脈沖燒蝕的累積作用,掃描速度會(huì)誘導(dǎo)材料表面形成不同的微納結(jié)構(gòu)。

3 實(shí)驗(yàn)設(shè)備與方法

實(shí)驗(yàn)材料為10mm×10mm×5mm的Ti-6Al-4V(α+β)型雙相鈦合金。在激光處理前先用熱鑲嵌機(jī)將材料鑲嵌,然后在Automet 250型研磨拋光機(jī)上依次采用80#、320#、600#、1000#、1500#和2000#砂紙打磨,接著用不同粒度的金剛石拋光液拋光,最后將TC4用去離子水、乙醇、丙酮各超聲清洗10 min,吹干待用。

實(shí)驗(yàn)所選激光器為德國(guó)Trumpf公司的TruMicro 5000型飛秒激光器,脈寬800 fs,重復(fù)頻率400 kHz,中心波長(zhǎng)1030 nm,激光器輸出激光后通過(guò)光學(xué)器件改變光束的傳播路徑,然后用聚焦透鏡將激光聚焦到待加工的樣品表面,用光學(xué)分析儀測(cè)得聚焦后的光斑直徑為50 μm。

整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程均在空氣環(huán)境中進(jìn)行,無(wú)保護(hù)氣體和其他燒蝕介質(zhì),對(duì)待加工樣品采用“一”字形掃描路徑,掃描間距50 μm,掃描次數(shù)為一次,方向?yàn)閺淖蟮接?。利用ZYGO白光干涉儀、ZeGage光學(xué)輪廓儀、徠科CX40M金相顯微鏡和KYKY-EM6900型掃描電子顯微鏡(SEM)對(duì)加工前后的樣品表面進(jìn)行顯微形貌觀察,并通過(guò)能譜儀(Energy Dispersive Spectrometer,EDS)對(duì)加工前后材料微區(qū)成分的元素種類和含量進(jìn)行分析,對(duì)白光干涉圖和掃描電鏡圖中的微納結(jié)構(gòu)尺寸進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、分析和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理。

4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析

在激光誘導(dǎo)TC4表面微納結(jié)構(gòu)的實(shí)驗(yàn)中,實(shí)驗(yàn)環(huán)境、實(shí)驗(yàn)材料、飛秒激光的加工參數(shù)和物質(zhì)的狀態(tài)等都會(huì)影響實(shí)驗(yàn)的結(jié)果。本文通過(guò)改變激光的掃描速度來(lái)研究表面微納結(jié)構(gòu)的變化規(guī)律。實(shí)驗(yàn)中,能量密度恒為8.05 J/cm2,掃描速度從5×103mm/s降低至25 mm/s。根據(jù)第2節(jié)試驗(yàn)原理可知,掃描速度會(huì)影響光斑重疊率進(jìn)而改變沉積在材料表面激光能量的大小,表1為掃描速度與光斑重疊率之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。

表1 不同掃描速度下的光斑重疊率

4.1 不同掃描速度下TC4樣品的白光干涉圖

圖3為不同掃描速度的飛秒激光加工后,利用白光干涉得到的TC4樣品的表面圖示。從圖3可以看到,在不同的掃描速度下,TC4表面的形貌發(fā)生了較大的變化。圖3(a)為掃描速度為5×103mm/s時(shí),樣品表面形成與加工方向一致的條紋,且條紋峰值較低,隨著掃描速度的逐漸降低,條紋峰值逐漸增大,深度逐漸變深,條紋不連續(xù)；當(dāng)掃描速度降低為25 mm/s時(shí),如圖3(d)所示,樣品表面條紋消失,沿條紋方向出現(xiàn)小山峰狀的凸起,表面深度加深。

(a)v=5×103 mm/s

4.2 不同掃描速度下TC4樣品的微尺寸變化

圖4為選擇加工的樣品區(qū)域通過(guò)白光干涉得到的峰谷值(Peak-to-valley,PV)、均方根(Root Mean Square,RMS)和輪廓算術(shù)平均偏差(Roughness Average,Ra )隨掃描速度增大的變化趨勢(shì)圖。從圖中可以看出,隨著掃描速度的增大,PV、RMS、Ra均減小。其中掃描速度從25 mm/s增大到1×103mm/s時(shí),PV變化較大,RMS和Ra變化較??；掃描速度從1×103mm/s增大到5×103mm/s時(shí),樣品的PV、RMS和Ra變化較緩。說(shuō)明當(dāng)能量密度恒定時(shí),掃描速度越大,單位時(shí)間內(nèi)光斑的重疊率越低,材料表面沉積的激光能量越少,表面粗糙度越小。

圖4 PV、RMS、Ra隨掃描速度的變化曲線

圖5為加工前后樣品表面的算術(shù)平均高度Sa、根均方高度Sq隨掃描速度變化的關(guān)系圖。從圖中可以看出,隨著掃描速度的增大,Sa、Sq由快速下降變化到緩慢下降,因?yàn)殡S著掃描速度的增大,光斑重疊率降低,單位面積上的能量減小,激光的燒蝕情況減弱。當(dāng)掃描速度小于1×103mm/s時(shí),光斑重疊率大于95 %,Sa和Sq變化較大,說(shuō)明在能量密度為8.05 J/cm2時(shí),掃描速度變化引起的光斑重疊率對(duì)材料影響越來(lái)越大；當(dāng)掃描速度大于1×103mm/s,光斑重疊率小于95 %,Sa和Sq均變化較小,說(shuō)明掃描速度變化引起的光斑重疊率對(duì)材料影響越來(lái)越小。

圖5 TC4表面Sa、Sq隨掃描速度的變化曲線

4.3 不同掃描速度下TC4樣品的SEM圖

圖6為不同掃描速度下的SEM圖,其中E為激光電場(chǎng)方向。根據(jù)4.2節(jié)研究表明,當(dāng)光斑重疊率小于95 %,掃描速度大于1×103mm/s時(shí),激光掃描速度對(duì)表面粗糙度的影響較小,表面形貌變化不明顯,對(duì)研究掃描速度對(duì)TC4表面形貌的影響意義不大,因此本文主要分析掃描速度由1×103mm/s降低到50 mm/s時(shí)TC4表面形貌的變化規(guī)律。

圖6(a1)為掃描速度2×103mm/s、放大1 k倍時(shí),激光加工后TC4表面形貌的SEM圖。從圖中可以看出,沿激光掃描軌跡形成了間距為50 μm的條紋結(jié)構(gòu)清晰,波峰頂部有微小凸起,根據(jù)高斯光束的特點(diǎn),表明當(dāng)掃描速度較大時(shí),飛秒激光聚集的能量對(duì)掃描路徑上的材料燒蝕嚴(yán)重,對(duì)兩側(cè)材料燒蝕較輕；對(duì)所選區(qū)域放大10 k倍,如圖6(a2)所示,條紋頂端波峰處的圓形凸起均勻分布,單個(gè)凸起的尺寸在0.1 μm左右,在波峰側(cè)面向底部延伸的部位出現(xiàn)了經(jīng)典的周期性條紋,方向與飛秒激光電場(chǎng)方向垂直,根據(jù)高斯光束在空間分布的特點(diǎn),其側(cè)面未形成凸起。這種經(jīng)典條紋的形成是由于激光照射到材料表面產(chǎn)生了表面等離子體,這些表面等離子體與入射激光相互作用發(fā)生干涉效應(yīng),在材料表面形成周期性能量場(chǎng),在這種周期性能量場(chǎng)的作用下,材料表面形成了經(jīng)典條紋。

當(dāng)掃描速度為1×103mm/s時(shí),TC4表面形貌如圖6(b)所示,根據(jù)圖(b1),沿激光掃描方向形成結(jié)構(gòu)明顯的條紋,波峰與波峰之間連接,條紋間距變大。因?yàn)閽呙杷俾式档?光斑重疊率增大,單位面積內(nèi)激光與材料作用的面積增加,條紋間發(fā)生了熱影響；并且在條紋波谷處形成了很多微小的凸起,這些微小凸起排列成如圖6(b2)所示的規(guī)則圓環(huán)(白色虛線邊框中的形貌),從圖6(b2)可以看到,在靠近波峰處,圓形凸起的尺寸越來(lái)越大,這是因?yàn)樵浇咏す庵行奈恢眉す饽芰吭酱?中間小凸起整齊排列成圓環(huán),在靠近波谷的位置有周期性條紋的產(chǎn)生,條紋方向與激光的電場(chǎng)方向垂直,同6(a2)。

當(dāng)速度達(dá)到400 mm/s時(shí),TC4表面形貌規(guī)律發(fā)生了變化,如圖6(c1),條紋結(jié)構(gòu)不明顯,大片凸起連接成片,這是因?yàn)殡S著速度的降低,激光光斑重疊率增大,激光能量的積累使燒蝕加深,經(jīng)典條紋消失,形成凸起。將凸起放大到10 k倍下如圖6(c2),凸起尺寸平均在4 μm左右,凸起表面存在非經(jīng)典條紋,條紋方向與激光電場(chǎng)方向一致,并且非經(jīng)典條紋紋路加深,在微米凸起上形成二次納米凸起。

當(dāng)掃描速度繼續(xù)降低到200 mm/s時(shí),TC4表面形貌繼續(xù)發(fā)生變化,如圖6(d1)所示,經(jīng)典或非經(jīng)典周期性條紋結(jié)構(gòu)和微納凸起不明顯,沿激光掃描方向直接被燒蝕,燒蝕區(qū)域增大,將其放大10 k倍如圖6(d2)所示,形成燒蝕坑,燒蝕坑側(cè)壁呈階梯狀分布,并且隨機(jī)分布著納米結(jié)構(gòu)。

當(dāng)掃描速度為100 mm/s時(shí),如圖6(e1)所示,TC4表面形成脊柱狀燒蝕形貌,兩溝槽相鄰的部位存在著微納米級(jí)的皸裂狀結(jié)構(gòu),說(shuō)明隨著掃描速度的減小,光斑的重疊率達(dá)到99 %以上,TC4表面溫度升高,達(dá)到燒蝕閾值,去除材料表面,同時(shí)發(fā)生熱容性損傷,材料表面先變成熔融狀,而后溫度降低又凝固成型。皸裂處放大如圖6(e2)所示,從圖中可以看到,皸裂處兩側(cè)如6(d2)相似,呈階梯狀結(jié)構(gòu),表面有微納米凸起。

當(dāng)掃描速度降到50 mm/s時(shí),如圖6(f1)所示,燒蝕的溝槽形狀變化極大,沿激光掃描方向形成珊瑚狀,將表面枝狀結(jié)構(gòu)放大10 k倍如圖6(f2)所示,可以清楚地觀察到在枝狀側(cè)面和頂部形成了400 nm左右凸起。這種珊瑚狀結(jié)構(gòu)是一種典型的二級(jí)結(jié)構(gòu),與荷葉表面的微凸起類似。

圖6 不同掃描速度下TC4樣品的SEM圖

圖7為低掃描速度下TC4裂紋處表面的SEM圖。從圖7(a)中可以看到當(dāng)掃描速度為100 mm/s時(shí)放大10 k,皸裂處有較細(xì)微的裂紋,比較圖7(b),在掃描速度50 mm/s時(shí)200倍下裂紋清晰可見(jiàn)；當(dāng)掃描速度為25 mm/s,如圖7(c)所示；比較圖7(b)(c)兩圖發(fā)現(xiàn),掃描速度較大時(shí),裂紋方向與激光的電場(chǎng)方向呈30°～40°。當(dāng)掃描速度繼續(xù)降低,圖7(c)除了主線上的裂紋之外又出現(xiàn)了垂直與主線方向的裂紋,較之前裂紋數(shù)量增加。分析裂紋產(chǎn)生的主要原因是在激光的作用下,TC4材料表面溫度瞬時(shí)升高,但是飛秒激光的作用時(shí)間非常短,在TC4表面溫度還未均勻擴(kuò)散到周圍時(shí),激光的作用消失,表面溫度急劇下降,這就導(dǎo)致TC4表面突然冷卻出現(xiàn)了殘余應(yīng)力,周圍的鑲嵌粉使得TC4沒(méi)有辦法自由的收縮和舒張,在TC4升溫膨脹冷卻收縮時(shí)出現(xiàn)了裂紋。并且裂紋的數(shù)量增多是因?yàn)殡S著掃描速度的降低,光斑的重疊率增加,作用在TC4表面的溫度逐漸積累升高,導(dǎo)致裂紋數(shù)量增加。

圖7 TC4樣品裂紋處的SEM圖

4.4 不同掃描速度下TC4樣品的光鏡圖

圖8為不同掃描速度下放大500倍的TC4樣品表面形貌的光鏡圖。從圖中可以看出,隨著掃描速度的不同,TC4表面出現(xiàn)了不同的顏色。在掃描速度較高時(shí),如圖8(a)～8(d),TC4表面顏色一致表現(xiàn)為黃色；當(dāng)掃描速度降低至400 mm/s時(shí),如圖8(e)所示,在樣品表面波谷處首次出現(xiàn)藍(lán)色,而波峰處依然呈現(xiàn)黃色；掃描速度繼續(xù)降低至200 mm/s時(shí),樣品表面出現(xiàn)多種顏色,從波峰處黃色開(kāi)始像波谷處逐漸為綠色、紫色、藍(lán)色,與文獻(xiàn)[8]的研究結(jié)果一致。隨著掃描速度的繼續(xù)降低(如圖8(g)和8(h)),材料表面彩色區(qū)域迅速減少,裂紋明顯且方向一致。

圖8 不同掃描速度下TC4樣品的光鏡圖

圖8激光誘導(dǎo)鈦合金表面呈現(xiàn)出了不同的顏色,主要是因?yàn)閷?shí)驗(yàn)過(guò)程中,激光能量和空氣中的氧氣作用在材料表面使表面發(fā)生了物質(zhì)和結(jié)構(gòu)的改變,從而呈現(xiàn)出不同的顏色。散射、干涉、衍射以及色散的折射和偏振作用涉及幾何光學(xué)和物理光學(xué)的顏色來(lái)源,過(guò)渡金屬化合物、過(guò)渡金屬雜質(zhì)涉及配位場(chǎng)效應(yīng)的躍遷的顏色來(lái)源[9]。

鈦的氧化物中一氧化鈦為金黃色,二氧化錠為純白色,三氧化二鈦為紫色,但是經(jīng)過(guò)激光輻照作用后如圖8(f)所示,除了這些氧化物本身的顏色外,在這些顏色之間還出現(xiàn)了橙色、藍(lán)色等其他豐富的過(guò)渡顏色,這些顏色色譜幾乎涵蓋了整個(gè)可見(jiàn)光譜,因此可以推斷出這些顏色主要是過(guò)渡金屬化合物的內(nèi)屬顏色以及金屬表面產(chǎn)生的納米級(jí)的周期性結(jié)構(gòu)發(fā)生的散射、干涉等幾何和物理光學(xué)作用。

表2給出了TC4加工前后各元素的含量,從表中可以看到,加工前后,氧元素的含量出現(xiàn)了明顯的變化,加工前氧元素的含量只占0.2 %,加工后,氧元素的含量達(dá)到了39.59 %,據(jù)此分析,加工后TC4表面出現(xiàn)不同顏色是因?yàn)楸砻嫔闪搜趸?包括Ti+O2→TiO2和Ti+O2→Ti2O3等,這些氧化物本身的顏色是該實(shí)驗(yàn)結(jié)果的一個(gè)呈現(xiàn),另外在光的干涉作用下,不同厚度的氧化膜形成了中間過(guò)渡顏色。

表2 TC4加工前后各元素含量的百分比

在圖8(f)中,從波峰到波谷處,顏色逐漸從黃色變化到紫色和藍(lán)色。因?yàn)樵诩す獾淖饔密壽E上,高斯光束的中心能量密度大,四周能量密度小,TC4的溫度分布不均勻,在能量密度大的波谷處,激光對(duì)材料表面的氧化程度大,使得金屬表面呈現(xiàn)藍(lán)色,而波峰處能量密度小,激光對(duì)材料表面的氧化程度小,金屬表面呈現(xiàn)黃色,所以從波峰到波谷處呈現(xiàn)出各種顏色過(guò)渡的結(jié)果。

5 結(jié) 論

研究能量密度為8.05 J/cm2時(shí),不同掃描速度下飛秒激光誘導(dǎo)TC4表面微納結(jié)構(gòu)的變化規(guī)律,主要結(jié)論如下:

(1)隨著掃描速度的降低,TC4表面粗糙度增加,沿加工方向形成的條紋從連續(xù)到斷裂,條紋深度逐漸變深,條紋表面的凸起尺寸逐漸增大。

(2)掃描速度從5×103mm/s變化到1×103mm/s時(shí),TC4表面形貌和顏色變化均不明顯,在波峰上方出現(xiàn)了微小凸起,波峰側(cè)面呈現(xiàn)經(jīng)典周期性條紋,條紋的方向與激光電場(chǎng)方向垂直,顏色均為黃色。

(3)掃描速度從1×103mm/s變化到25 mm/s時(shí),TC4表面形貌和顏色發(fā)生明顯差異,表面凸起尺寸增大。掃描速度為400 mm/s時(shí),TC4表面首次出現(xiàn)藍(lán)色,當(dāng)掃描速度為200 mm/s時(shí),由于氧化物本身的顏色和不同氧化層厚度發(fā)生光的干涉,TC4表面出現(xiàn)黃,橙,紫,藍(lán)等顏色。