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Master's Dissertation
DOI
10.11606/D.85.2018.tde-27072018-084544
Document
Author
Full name
Leandro Gusmão da Silva
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Paulo, 2017
Supervisor
Committee
Rossi, Wagner de (President)
Carneiro, Marcelo Bertolete
Riva, Rudimar
Title in Portuguese
Funcionalização da superfície de metais através da produção de nanoestruturas periódicas produzidas por laser pulsado de femtosegundo
Keywords in Portuguese
femtossegundo
laser
superfície colorida
Abstract in Portuguese
Neste trabalho, foram realizados diversos experimentos para a criação controlada de nanoestruturas superficiais produzidas por Laser pulsado de femtossegundo em Titânio e em aço inoxidável, ambos utilizados para fins cirúrgicos e industriais. Os parâmetros alterados nos experimentos foram a Fluência do laser, a taxa de sobreposição de pulsos, polarização do feixe e atmosfera de processamento. A vantagem na utilização do laser de femtossegundo para essas aplicações é a possibilidade de ser criar tais estruturas sem que haja aquecimento crítico do material, evitando assim, a criação de óxidos ou nitretos superficiais, já que esses a formação desses materiais superficiais pode afetar o desempenho industrial e cirúrgico dos materiais. Após o entendimento dos parâmetros de irradiação na formação das nanoestruturas, foram propostas três aplicações possíveis para a superfície resultante do processamento com laser: Superfícies coloridas, que podem ser utilizadas em personalização de peças; Superfícies escuras, que podem ser utilizadas na marcação e tipagem de peças; e um Micro Aquecedor, que pode ser utilizado no controle de temperaturas dentro de circuitos microfluídicos.
Title in English
Functionalization of the metals surface through the production of periodic nano-structures produced by femtosecond laser pulses
Keywords in English
colored surfaces
femtosecond
laser
Abstract in English
In this work, several experiments were carried out for the controlled creation of surface nanostructures produced by femtosecond laser pulses in Titanium and stainless steel, both used for surgical and industrial purposes. The altered parameters in the experiments were the laser Fluence, the overlap pulses rate, the beam polarization and processing atmosphere. The advantage of using femtosecond laser for such applications is the possibility of creating the nanostructures without critical heating of the material, thus avoiding the creation of surface oxides or nitrides, since the formation of such surface materials may affect the industrial and surgical materials performance. After the understanding of the irradiation parameters in the formation of the nanostructures, three possible applications were proposed for the surface resulting from the laser processing: Colored surfaces, which can be used in personalization of parts; Dark surfaces, which can be used in parts marking; and a Micro Heater, which can be used to control temperatures inside microfluidic circuits.
 
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Publishing Date
2018-09-19
 
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