钛合金密度小, 比强度高, 具有良好的耐蚀性、 疲劳抗力, 广泛应用于航空航天、 国防、 汽车、 医疗等领域。然而, 钛合金摩擦系数高、 对粘着磨损和微动磨损非常敏感、 耐磨性差及高温抗氧化性差等缺点, 制约了它的应用。表面改性技术, 尤其是激光表面改性技术为这一问题的解决提供了一条有效的途径, 综述了国内外钛合金激光表面改性技术的研究现状, 主要介绍了激光熔覆、 激光合金化和激光熔凝技术及其在钛合金表面
５．８超短脉冲激光表面改性
随着激光技术的进步，激光与物质的相互作用的研究受到广泛的重视。超短脉冲激光与物质作用时，激光能量传递到材料在飞秒时间内完成，导致材料辐照区域温度迅速升高，能量来不及扩散仅在表面很薄的一层材料达到很高的温度，实现烧蚀。飞秒超短脉冲激光与以往的长脉冲激光与物质相互作用相比，优势主要体现在极短的脉冲持续时间使得在激光与物质相互作用期间基本上不需要考虑流体动力学过程的影响。激光能量直接沉积在材料的趋肤层内，使能量的吸收更为集中，大大降低了材料的烧蚀阈值；另外，作用时间的缩短，也使因热传导作用而影响的热效应体积减小了很多。当激光能流密度被调整到等于或刚超过材料烧蚀阈值时，材料中的热影响区实际上比聚焦区更小，这极大地提高了加工精度，同时也实
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。现在超短脉冲激光现了真正意义上的“冷”加工［６０，
要大量的实验研究来检验和确定，以指导应用。激光表面改性过程的数值模拟无疑将成为未来提高钛合金表面改性层制备质量的有力手段。作者根据激光重熔的特点，采用ＡＮＳＹＳ有限元软件中的间接热力耦合方法，建立了激光重熔等离子喷涂涂层热力耦合有限元模型，对激光重熔温度场和应力场进行了分析。在温度场和应力场分析的基础上，讨论了激光重熔层中裂纹形成的机理及影响因素，并提出了一些解决重熔层裂纹产生的主要方法［６３］。
６总结和展望
激光表面改性是一项钛合金表面处理的理想技术，现已引起各国的高度重视，特别是钛合金在军事及航空航天以及汽车、医疗等领域的广泛用途，使得该领域的研发工作倍受关注。与国外钛合金激光表面改性技术的研究相比，国内有关的理论和实验研究起步较晚，实际应用还较少，在装备、工艺、材料和基础研究等方面都存在较大的差距。为进一步扩大钛合金应用的发展，亟需开展钛合金激光表面改性技术研究。
收稿日期：收到修改稿日期：２００８－０３－０６；２００８－０４－０９
基金项目：国家自然科学基金资助项目（５９９７５０４６）；江苏省自然科学基金重点项目（ＢＫ２００４００５）。
作者简介：王东生（１９７８－），男，江苏人，博士研究生，主要从事激光加工技术以及表面改性技术研究。Ｅ－ｍａｉｌ：ｗａｎｇｄｓ＠ｎｕａａ．ｅｄｕ．ｃｎ
导师简介：黄因慧（１９４５－），男，福建人，教授、博士生导师，主要从事特种加工技术，激光快速成型技术，纳米材料在机械工程的应用等研究。
Ｅ－ｍａｉｌ：ｈｙｈｌｉｂ＠ｎｕａａ．ｅｄｕ．ｃｎ
微加工已成为激光精密加工领域的新前沿［６２］，其也将逐渐应用到钛合金激光表面改性中。５．９对激光表面改性过程进行数值模拟
随着计算机软、硬件技术的发展，通过商业有限元平台完成对激光表面改性过程进行数值模拟成为可能。通过对钛合金激光表面改性过程的温度场、流场及应力场等的数值模拟，可实现对激光改性过程的准确把握和控制，从而指导优化制备工艺参数和优化改性层设计。这需要从理论上作进一步的研究，如建立相应的物理和力学模型，包括热流模型、传热方式及边界条件等；建立较完善的材料物理性能的数据库；对改性层组织作定量研究，提取其特征参数，如各项的体积分数、形貌、晶粒度大小等。在此基础上还需
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