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Vivid laser coloring by nitridation and surface periodic structure formation

通过氮化和表面周期性结构形成实现生动的激光着色

基本信息

批准号：
22K03845
负责人：
松尾繁樹
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Shibaura Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

（１）フェムト秒レーザーを用いてに表面周期構造の作製を行った。ガルバノミラーを使ってレーザー光を走査することで，高効率に作製するシステムを構築した。これを用いて，ステンレス（SUS304）やマグネシウム基板に作製した。とくにステンレス基板において，顕著な発色が見られた。多様な条件（レーザー光の強さ，走査速度，走査線と線との間隔）で作製したところ，発色の程度にはこれらの条件に対する依存性が見られた。しかし，色を決定する大事な要素は構造の周期であるが，周期を大きく変化させることはできなかった。また，とくにレーザーを強く照射したときには，サビのようなものが発生した。これは酸化によるものと考えられたため，酸化を抑制するために窒素ガスを吹き付けながらレーザーを照射すると，サビのようなものの発生は減少した。（２）シリコンおよびアルミニウムを試料として，レーザーによる窒化およびそれを利用した着色を試みた。この二つは，酸化・窒化による着色を念頭に置いて選定したものである。このうち，シリコンは高品質で高度に研磨されたものが容易に入手できる。しかし，アルミニウムではそれが難しい。そこで，電解研磨を用いて，平坦性の高いアルミニウム基板を作製した。加えて，スパッタリングを用いて，ガラス基板表面に平坦なアルミニウム膜を作製した。これらの試料に対し，空気中でレーザーを照射したところ，窒化は起こらず酸化のみが生じた。そこで，還元性雰囲気とするために水素を5%した窒素ガスを用意し，容器中に封じ込めた状態でレーザー光を照射したところ，酸化は起こらなかったが，窒化も見られなかった。

(1) The surface periodic structure is controlled by the surface periodic structure. A high efficiency system is constructed by using a light source. This is the first time I've ever seen a board that's been manufactured. The color of the film is very bright. Multiple conditions (intensity of light, speed of travel, distance between travel and travel) are controlled, and the degree of color is dependent on the conditions. The color of the material determines the structure of the material. The sun is shining brightly. This is the first time that we've seen this. 2) The color of the film is very bright. This is the second time that I have chosen to color my mind. This is a high-quality, highly polished product that is easy to start. It's hard to find a way out of it. In addition, electrolytic polishing is used to improve the flatness of the substrate. Add to that the surface of the substrate is flat and the film is made of the same material. In the air, the sample is irradiated, and the sample is acidified. In addition, the water content of the container is 5% and the acid content of the container is 5%