• مکانیسم خشکشویی: فرسایش حرارتی مکانیسم اصلی است. هنگامی که انرژی لیزر بر روی لایه اکسید عمل می‌کند، سطح مقدار زیادی انرژی جذب می‌کند و مکانیسم فرسایش را بر اساس شدت انرژی تغییر می‌دهد و مورفولوژی‌های سطحی مختلفی را تشکیل می‌دهد. در انرژی کم، لایه اکسید تا حدی با حداقل مناطق ذوب مجدد برداشته می‌شود؛ در انرژی متوسط، لایه اکسید با آسیب ناچیز کاملاً برداشته می‌شود؛ در انرژی بالا، اگرچه لایه اکسید برداشته می‌شود، آسیب قابل توجهی به زیرلایه وارد می‌شود و ساختارهای سطحی شبیه به برآمدگی تشکیل می‌شود.
• مکانیسم تمیزکاری مرطوب: در چگالی‌های انرژی پایین، مکانیسم اصلی امواج ضربه‌ای ناشی از لیزر است؛ در چگالی‌های انرژی بالا، فرسایش حرارتی و انفجار فازی غالب هستند. در طول تمیزکاری، سرمایش و گرمایش سریع آلیاژ تیتانیوم، آلیاژ تیتانیوم مارتنزیتی را تشکیل می‌دهد. هنگامی که چگالی انرژی به مقدار خاصی می‌رسد، سطح به یک سطح برآمده نانوساختار تبدیل می‌شود که برای کاربرد بعدی مواد آلیاژ تیتانیوم از اهمیت بالایی برخوردار است.

راه آهن پرسرعت: رنگ آمیزی روی بدنه های آلومینیومی خودرو

• رنگ نازک (ضخامت ≤ 40μm): منابع نور لیزر با طول موج‌هایی با نرخ جذب رنگ پایین، از طریق ارتعاش حرارتی به نتایج بهتری دست می‌یابند.
• رنگ ضخیم: منابع نور لیزر با طول موج‌هایی با نرخ جذب رنگ بالا مورد نیاز هستند و از مکانیسم فرسایش برای حذف استفاده می‌شود.
• کنده شدن رنگ قرمز: مکانیسم اصلی کنده شدن رنگ قرمز، ارتعاش است. در حین تمیز کردن، انرژی لیزر به زیرلایه نفوذ می‌کند و تنش حرارتی ایجاد شده توسط افزایش دمای زیرلایه باعث کنده شدن رنگ می‌شود. کل لایه رنگ قابل جدا شدن است و یک مورفولوژی شبکه‌ای سست از رنگ باقیمانده روی سطح آلیاژ آلومینیوم باقی می‌ماند.
• حذف رنگ آبی: تحت ورودی انرژی لیزر یکسان، رنگ آبی به دمای بالاتری نسبت به رنگ قرمز می‌رسد اما تنش حرارتی کمتری را در زیرلایه ایجاد می‌کند. هنگامی که دمای رنگ به نقطه جوش می‌رسد، از طریق تبخیر و همراه با مکانیسم‌های جفت‌شده مانند لایه‌لایه شدن، احتراق و شوک پلاسما حذف می‌شود.

کشتی‌های دریایی: زنگ‌زدگی روی سطوح بدنه فولادی با مقاومت بالا

• خشکشویی برای زنگ‌زدایی: مکانیسم اصلی حذف زنگ‌زدگی در طول خشکشویی بدنه‌های فولادی با مقاومت بالا، تبخیر لایه اکسیدی پس از جذب انرژی است. نیروی واکنش رو به پایین ایجاد شده در طول تبخیر اکسیدهای سطحی به حذف لایه‌های اکسیدی ضخیم‌تر کمک می‌کند.
• حذف زنگ‌زدگی لیزری با کمک لایه مایع: مکانیسم اصلی، انفجار فازی قطرات مایع پس از جذب انرژی است که نیروهای ضربه‌ای را برای حذف لایه‌های زنگ‌زدگی ایجاد می‌کند. جوشش انفجاری لایه مایع، تأثیر مکانیسم انفجار فازی را بر حذف زنگ‌زدگی افزایش می‌دهد و امکان حذف بهتر لایه‌های اکسید سطحی را فراهم می‌کند، اما با اکسیدهای عمیق‌تر مقابله می‌کند. مکانیسم‌های مختلف حذف لایه زنگ‌زدگی بر جریان فلز مذاب سطحی تأثیر می‌گذارند: نیروی جانبی ناشی از انفجار فازی، جریان لایه مذاب را برای سطحی صاف‌تر تقویت می‌کند، در حالی که بخار اکسید حاصل از تبخیر، مانع از پر شدن حفره‌ها توسط فلز مایع می‌شود.

محیط دریایی: میکروارگانیسم‌های دریایی روی سطوح آلیاژ آلومینیوم

• پارامترهای لیزر و اثرات تمیزکنندگی: لیزرهایی با پهنای پالس باریک و توان پیک بالا، نتایج تمیزکنندگی بسیار خوبی برای میکروارگانیسم‌های دریایی روی سطوح آلیاژ آلومینیوم ارائه می‌دهند.
• مکانیسم حذف میکروارگانیسم‌ها: مکانیسم‌های حذف لیزر برای لایه ماده پلیمری خارج سلولی (EPS) و زیرلایه‌های بارناکل به ترتیب تبخیر فرسایشی و حذف موج ضربه‌ای هستند. زنجیره‌های منفرد ماکرومولکول‌های میکروبی در طول جذب چند فوتونی شکسته می‌شوند و به تعداد زیادی اتم تجزیه می‌شوند. تحت عمل ترکیبی مکانیسم‌های شوک پلاسما و فرسایش، میکروارگانیسم‌های دریایی به طور مؤثر حذف می‌شوند.
• برای مواد آلی مانند رنگ و میکروارگانیسم‌های دریایی: در چگالی‌های انرژی پایین لیزر، اثرات فتوشیمیایی پیوندهای شیمیایی را می‌شکنند و منجر به تخریب، تغییر رنگ یا از دست دادن فعالیت می‌شوند. با افزایش چگالی انرژی، پدیده‌هایی مانند فرسایش، تبخیر، شعله‌های احتراق و شوک پلاسما رخ می‌دهد. برای مواد معدنی مانند لایه‌های اکسید و زنگ: در چگالی‌های انرژی پایین هیچ تغییری رخ نمی‌دهد؛ فرسایش و تبخیر با افزایش انرژی ظاهر می‌شوند.

• تمیز کردن با لیزر میراث فرهنگی

  لیزرهای پالسی نقش مهمی در حفاظت از میراث فرهنگی ایفا می‌کنند و الزامات تمیزکاری غیرمخرب و با دقت بالا را برای آثار فرهنگی مانند مصنوعات سنگی، مصنوعات کاغذی و مصنوعات فلزی برآورده می‌کنند.