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Jul 20, 2023

Etude paramétrique de l'interaction laser nanoseconde pulsée avec le carbone

Rapports scientifiques volume 13,

Rapports scientifiques volume 13, Numéro d'article : 2048 (2023) Citer cet article

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Une technique de traitement au laser est proposée pour le traitement d'une plaque bipolaire composite de nanotubes de carbone (CNT) de 2,5 mm d'épaisseur pour les piles à combustible à membrane échangeuse de protons (PEMFC). Cette étude vise à comprendre expérimentalement l'interaction laser avec la plaque composite NTC à l'aide d'un laser nanoseconde pulsé. La profondeur de pénétration, la largeur du sommet, la largeur des projections et les morphologies physiques globales sont étudiées. Un microscope électronique à balayage (SEM) et un microscope confocal à balayage 3D ont été utilisés pour l'observation et les mesures. Sur cette base, une enquête paramétrique est menée et rapportée systématiquement. Plus important encore, le taux de répétition des impulsions présente une nature unique d'interaction qui a abouti à un taux de répétition critique distinguant trois régimes opérationnels. Les propriétés physiques et chimiques des régimes sont ensuite analysées par des tests de microdureté Vickers et des analyses par rayons X à dispersion d'énergie (EDX) effectuées sur la surface et la section transversale de chaque échantillon. Les résultats révèlent que le taux de répétition des impulsions introduit des changements dans les propriétés mécaniques et les compositions chimiques au voisinage de la région traitée. En conclusion, une répétition d'impulsions plus faible doit être privilégiée pour un impact moindre sur les propriétés mécaniques, la composition chimique et les aspects morphologiques.

Les nanotubes de carbone (NTC) ont des propriétés mécaniques remarquables (module élastique et résistance à la traction) et des conductivités électriques et thermiques supérieures, ce qui en fait des matériaux conducteurs rigides et solides avec un faible poids par rapport à l'acier et à d'autres matériaux de structure1. Cela a stimulé une grande attention dans la société composite avancée dans leur utilisation comme matériaux de renforcement pour l'avancement des matériaux composites2. Ces composites sont utilisés pour diverses applications dans les systèmes portables (textiles intelligents), la robotique et les appareils électroniques de nouvelle génération et les systèmes de conversion d'énergie3,4,5. Outre des propriétés mécaniques, électriques et thermiques remarquables, les NTC possèdent des rapports surface sur volume élevés résultant de leurs petits diamètres, de l'ordre de quelques nanomètres. Cela a créé une grande opportunité pour les composites CNT, en particulier dans les batteries et les dispositifs de conversion d'énergie où l'augmentation de la surface de contact effective des électrodes par volume joue un rôle important dans l'efficacité de la conversion d'énergie6,7,8. Les NTC sont identifiés comme étant potentiellement utiles dans les systèmes de batteries lithium-ion, les piles à combustible et les cellules solaires9,10,11. Un composite CNT avec une nanoparticule métallique comme électrode double les performances des piles à combustible à hydrogène en raison de l'activité catalytique accrue des électrodes à base de nanotubes de carbone12,13. D'autres études ont souligné la pertinence et les applications des NTC dans les batteries lithium-ion14, les films conducteurs élastiques et transparents15 et les écrans plats16.

Suite à la demande croissante et à l'applicabilité des NTC dans divers domaines technologiques, le développement de procédés de fabrication efficaces est essentiel pour traiter les composites CNT à la taille, la forme et la qualité souhaitées. Toute méthode de fabrication choisie pour le traitement des composites CNT doit garantir un minimum de dommages à la structure CNT qui pourraient résulter de la pression, de la chaleur ou d'une réaction chimique avec le matériau de la matrice. Les procédés conventionnels tels que l'usinage et le moulage sont associés à certains inconvénients. Étant donné que les NTC ont une résistance et une dureté élevées, les méthodes d'usinage conventionnelles entraîneraient une usure intensive de l'outil, réduisant la durée de vie de l'outil et augmentant les coûts de production17. L'alignement des NTC dans les composites moulés est considérablement affecté par le flux de cisaillement dans le processus de moulage, entraînant des modifications indésirables de ses structures et de ses propriétés18.

Les progrès continus des performances des lasers au cours des dernières décennies ont amélioré leur capacité dans divers domaines, notamment l'énergie, la biotechnologie, l'électronique et le génie mécanique19. Dans la découpe de composites polymères, les lasers offrent une variété d'avantages, notamment des vitesses de production élevées sans les inconvénients associés à l'usure de l'outil et aux vibrations20,21. Les lasers sont particulièrement avantageux dans le traitement de matériaux difficiles à usiner22, comme les composites en fibre de carbone et les composites en graphite en raison de leur fragilité et de leur dureté.

De nombreux chercheurs ont étudié l'utilisation des lasers dans le traitement des NTC et de leurs composites. Wu et al.23 ont effectué l'ablation et la structuration d'un film CNT à l'aide d'un laser femtoseconde pour des applications dans des composants électroniques électroluminescents et flexibles. La spectroscopie Raman et le microscope électronique à balayage (SEM) ont été utilisés pour caractériser les performances de la rainure de motif. La recherche a indiqué l'influence des paramètres de processus sur l'ablation et le crépitement à différentes énergies d'impulsion. De plus, des paramètres de coupe appropriés qui introduisent un minimum de défauts ont été suggérés. Chen et al.24 ont étudié la modification structurelle et la transformation du CNT en utilisant un laser ND: YAG fonctionnant à des longueurs d'onde de 266 et 1067 nm, avec différentes fluences d'énergie et le nombre de passages pour étudier la modification structurelle du CNT. En conséquence, il a été démontré que la transformation sur une zone sélective pouvait être efficacement contrôlée par la fluence laser et le nombre de passages. Azmats et al.25 étudient les effets des paramètres de traitement sur la découpe au laser de nanotubes de carbone à parois multiples/nanocomposites de polyméthacrylate de méthyle pour les applications des NTC comme renfort pour les plastiques afin de tirer parti de leurs bonnes propriétés mécaniques, géométriques, électroniques et électromagnétiques. En outre, la recherche a suggéré que le nombre de CNT est un facteur influent dans la réduction de HAZ jusqu'à 50 %. Dans l'ensemble, ces recherches ont souligné la nécessité d'emballer les NTC dans des matériaux microscopiques : films, feuilles et rubans qui sont des structures flexibles et minces et doivent être découpés ou structurés en dimensions nanométriques et micrométriques à l'aide de lasers. D'autre part, les CNT sont également emballés dans des matériaux au niveau macro pour produire des composites CNT pour des applications telles que des plaques bipolaires de PEMFC pour leurs capacités efficaces de transfert de charge et de gestion thermique26. Le développement de méthodes de fabrication efficaces pour la plaque bipolaire est très crucial car la plaque bipolaire est un élément clé des piles à combustible avec de multiples rôles fonctionnels, contribuant jusqu'à 40 à 45 % du coût total de la pile à combustible27,28. Les progrès technologiques actuels ont introduit une variété de lasers avancés avec une variété de capacités et d'applications qui peuvent résoudre les problèmes d'usinabilité des plaques bipolaires composites CNT en raison de leur fragilité et de leur dureté. L'utilisation de la technologie de fusion laser directe (DLM) pour fabriquer les canaux/modèles d'écoulement des plaques bipolaires métalliques de la pile à combustible à méthanol direct (DMFC) a été identifiée à partir des travaux de Moon et al.29 qui ont comparé ses performances à la commande numérique (NC) plaque bipolaire usinée. Les résultats montrent que les performances globales de la pile à combustible augmentent pour la plaque bipolaire à micro-motif DLM en raison des parois latérales rugueuses du fonctionnement du laser qui provoque des réactions chimiques plus rapides. Malgré ces efforts et réalisations sérieux, aucune tentative n'a été faite pour surmonter le défi de la fabrication de canaux d'écoulement sur des plaques bipolaires composites CNT à l'aide de lasers.

Dans cette étude, le traitement au laser est proposé pour la fabrication de canaux d'écoulement de carburant et d'oxydant sur une plaque bipolaire composite CNT faite en mélangeant du graphite, de l'époxy et des NTC. Cependant, comprendre l'interaction laser-matériau est une étape essentielle et devrait être une condition préalable avant de procéder avec la solution suggérée. Par conséquent, cet article vise à comprendre clairement l'interaction du laser nanoseconde avec la plaque bipolaire composite CNT. Évaluer les performances du laser dans le traitement des composites CNT, les effets de la puissance, de la vitesse de balayage, du nombre de passages, du taux de répétition et de la durée des impulsions sur la profondeur de pénétration, la largeur supérieure, la largeur des projections (si des projections se forment) et la morphologie physique de l'échantillon sont systématiquement analysés et discutés. De plus, des caractérisations chimiques et des mesures de propriétés mécaniques sont effectuées pour des paramètres paramétriques qui donnent des apparences morphologiques particulières.

Les échantillons sont préparés à partir d'une plaque composite CNT de 2, 5 mm d'épaisseur fabriquée pour les plaques bipolaires dans les PEMFC, illustrées à la Fig. 1a. Le matériau de la plaque composite CNT est fabriqué à partir de graphite (77 % en poids), d'un polymère, plus précisément d'un polymère thermodurcissable (époxy) (20 % en poids) et de NTC comme matériaux de remplissage (3 % en poids). Les NTC sont des NTC à parois multiples hautement conducteurs d'un diamètre de 11 à 13 nm, d'une longueur de 40 à 50 μm, d'une pureté de 95 % en poids et d'une densité apparente de 0,025 g/ml. Un processus de moulage à une pression de moulage de 50 MPa a été utilisé lors de sa production. Les propriétés optiques du matériau sont d'une immense importance pour son aptitude au traitement au laser. La figure 1b présente l'analyse par spectrophotomètre UV-Vis-NIR de l'échantillon pour le taux de réflectivité, le taux d'absorption et la transmittance de l'échantillon de plaque composite CNT de 2,5 mm d'épaisseur à différentes longueurs d'onde. Une caractérisation chimique de la plaque (qui peut être appelée matériau de base non traité) est effectuée à l'aide d'une analyse EDS et des cartographies élémentaires sont présentées à la Fig. 2. Les valeurs moyennes des compositions élémentaires sont présentées dans le tableau 1.

(a) Une plaque composite CNT (b) la réflectivité, l'absorptivité et la transmission de la plaque en (a).

Cartographie EDX du matériau de base non traité.

Un laser à fibre Ytterbium nanoseconde pulsé Nd: YAG (IPG-YLPM, IPG photonics, modèle YLP-HP IPG photonic, Southbridge, MA, USA) a été utilisé comme source laser. La source laser a une longueur d'onde d'émission de 1064 nm, générant jusqu'à 20 W de puissance moyenne, un taux de répétition de 1000 kHz, une durée d'impulsion de 200 ns et une vitesse de balayage de 2000 mm/s. La source a un facteur de qualité de faisceau (M2) de 1,5, un diamètre de faisceau collimaté de 12,8 mm et un diamètre de spot de 30 μm à une distance focale de 189 mm. La figure 3a illustre les schémas de la configuration expérimentale. Des expériences préliminaires ont suggéré que l'ablation des composites CNT était obtenue à partir de puissances laser faibles jusqu'aux plus élevées [4–20 W] et de la faible vitesse de balayage à des valeurs modérées [jusqu'à 300 mm/s]. Pour cette raison, des puissances laser de 4 à 20 W avec un intervalle de 2 W et des vitesses de balayage de 50 à 300 mm/s à un intervalle de 50 mm/s ont été prises en compte. Chaque durée d'impulsion (4, 20, 50, 100 et 200 ns) a son propre ensemble de plages de fréquences de travail sur le laser pulsé. Par exemple, avec des valeurs de durée d'impulsion inférieures, l'opération ne peut être effectuée qu'à des valeurs de taux de répétition plus élevées, et les opérations sur des valeurs de répétition inférieures sont devenues possibles avec des paramètres de durée d'impulsion plus élevés. Ainsi, à 200 ns, tous les réglages de fréquence [20–1000 kHz] sont actifs. Ainsi, les valeurs de fréquence typiques pour le début de la nouvelle durée d'impulsion (20, 40, 60, 105, 500 et 1000 kHz) ont été prises en compte pour l'étude. Les paramètres expérimentaux sont présentés dans le tableau 2. Le même tableau peut être consulté pour comprendre les couplages de fréquence et de durée d'impulsion. Pour comprendre l'interaction entre le laser et la plaque composite CNT, des irradiations laser sont effectuées par des expositions linéaires sur l'échantillon dans une configuration donnée sur la figure 3b. Les irradiations en ligne sont des moyens simples et appropriés d'examiner les caractéristiques d'ablation et de comprendre l'interaction du laser avec le matériau.

(a) Configuration expérimentale et (b) chemin d'irradiation laser.

Les paramètres de réponse sont la profondeur de pénétration, la largeur supérieure et la largeur des projections. La profondeur de pénétration est la profondeur réelle créée par le faisceau laser, tandis que la largeur supérieure est la largeur maximale du matériau enlevé par le laser. La largeur des projections est définie comme la largeur moyenne des projections dispersées au voisinage de la région traitée. Les résultats de mesure sont obtenus à partir d'un microscope confocal Leica à balayage 3D de haute précision (Leica PLANAPO FOV 3.6, DMI, USA). Le microscope numérique a un grossissement de 12x à 2340x selon l'objectif sélectionné (faible ou élevé). 2340x (grossissement élevé) peut afficher des détails jusqu'à 0,4 µm. Il dispose d'une caméra haute résolution intégrée de 10 mégapixels avec anneau intégré et éclairage LED coaxial et d'un pied inclinable (− 60° à + 60°). La carte topologique 3D du microscope numérique confocal peut capturer les variations topologiques au niveau de la section interne de la rainure et également capturer les possibilités de piégeage des particules ablatées et de formation de projections fondues à l'intérieur de la rainure. Le scanner 3D peut analyser une grande surface et calculer la profondeur moyenne, ce qui fournit des données plus fiables en évitant le besoin d'expériences répétées. En conséquence, l'étude est menée sur un plan expérimental factoriel complet basé sur une expérience réalisée sur chaque combinaison paramétrique. Les paramètres de réponse et le dispositif de mesure avec les procédés de mesure sont illustrés schématiquement sur les Fig. 4 et 5, respectivement. De plus, le SEM a été utilisé pour observer et rapporter en détail les caractéristiques morphologiques importantes résultant de l'interaction avec le laser. Dans les cas où les caractérisations des propriétés chimiques et mécaniques étaient importantes, la spectroscopie à rayons X à dispersion électronique (EDX) et le testeur de microdureté Vickers sont utilisés. Une analyse EDX est également réalisée pour la caractérisation des projections par rapport au matériau de base. L'appareil utilisé pour le SEM et l'EDS est le microscope à balayage à émission haute résolution MIRA 3-LMH avec un canon à électrons émetteur Schottky à haute luminosité (fabriqué par Tescan). Il a une résolution de 1,0 nm à 30 kV et de 2,0 nm à 3 kV et un grossissement jusqu'à 1 000 000 × et un grossissement jusqu'à 4 × sans aucune distorsion d'image en mode optique à champ large. Les spécifications supplémentaires incluent une tension d'accélération de 200 à 30 keV et un courant de sonde de 1 pA à 100 nA. Les essais de microdureté Vickers sont effectués avec une machine d'essai de microdureté (HM, Mitutoyo Corporation, Japon) pour déterminer la dureté ou la résistance de l'éprouvette à la déformation. La plaque composite CNT fabriquée avec une finition très lisse (rugosité mesurée de 0,1534 μm), par conséquent, elle ne nécessite pas de polissage. Le testeur de dureté Vickers utilise un pénétrateur en diamant qui applique une force de 0,49 N (force de 50 g) sur la surface de l'échantillon pendant un temps de séjour de 10 s.

Illustrations de la largeur supérieure, de la profondeur de pénétration et de la largeur des projections.

Appareil de mesure et méthodes de mesure.

La puissance laser (puissance laser moyenne) est une mesure de l'énergie de la lumière délivrée par le faisceau par unité de temps, qui est un paramètre couramment utilisé pour contrôler un processus laser30. Cette section présente l'effet de la puissance laser sur le traitement laser des composites CNT de 4 à 20W à paramètres fixes de 200 ns, 20 kHz, 100 mm/s et 1 passe et l'effet de la vitesse de balayage de 50 à 300 mm/s à fixe paramètres de 20W, 200 ns, 20 kHz et 1 passe. Dans le traitement au laser du composite CNT, il a été observé que des puissances faibles à élevées pouvaient être utilisées en fonction de la mesure dans laquelle le matériau doit être ablaté. Les résultats expérimentaux montrent que la puissance augmente à la fois la profondeur de pénétration et la largeur du sommet. La figure 7a illustre l'effet de la puissance sur la profondeur de pénétration et la largeur supérieure. De plus, l'effet de la puissance sur la morphologie physique de l'échantillon a été observé. Sur cette base, aucun effet significatif n'a été observé. Les morphologies physiques des spécimens à faible puissance (4W), moyenne puissance (10W) et haute puissance (20W) sont données aux Fig. 6a, b et c.

Effet de la puissance sur la morphologie physique ; (a) 4W, (b) 10W, (c) 20W [Fixe : 20 kHz, 200 ns, 100 mm/s et 1 passe].

Il a été identifié que la plupart des combinaisons paramétriques dans le traitement au laser des composites CNT conduisent à la dispersion des projections de la zone traitée à la périphérie de la ligne irradiée au laser. Les observations faites sur les spécimens avant et après le nettoyage des éclaboussures sont présentées dans le tableau 3. Le nettoyage des éclaboussures se fait par essuyage soigneux à l'aide d'un chiffon en microfibre humide de nettoyage général pour éviter le contact avec la peau et l'inhalation par le travailleur et pour la sécurité du spécimen aussi. Des problèmes spécifiques tels que les causes de la formation de projections et la caractérisation des projections sont abordés dans les sections suivantes. Selon l'étude menée sur la formation de projections (dans la section "Effet de la durée d'impulsion et du taux de répétition"), il a été indiqué que le taux de répétition est le paramètre clé de la formation de projections. Plus précisément, des taux de répétition inférieurs produisent une projection de plus grande largeur. Comme l'effet de la puissance est étudié à 20 kHz, qui est un taux de répétition d'impulsions qui produit des projections abondantes, il a été possible d'observer des projections. La relation entre la puissance et la largeur de projection résultante peut être vue sur la figure 7b. On peut également voir que plus de projections se forment en raison de l'augmentation de l'enlèvement de matière à mesure que la puissance augmente.

effets de pouvoir; (a) Effet sur la largeur supérieure et la profondeur de pénétration, (b) Effet sur la largeur des projections [Fixe : 20 kHz, 200 ns, 100 mm/s et 1 passe].

La vitesse de balayage représente la durée de l'interaction laser, ce qui implique plus d'interaction à basse vitesse et moins à haute vitesse. Dans le traitement au laser des composites CNT, la longue période d'interaction à basse vitesse [50–100 mm/s] provoque une pénétration plus profonde, mais les opérations à grande vitesse [150–300 mm/s] provoquent une pénétration peu profonde. D'après la figure 9a, l'effet de la vitesse de balayage est observé comme étant principalement sur la profondeur de pénétration, et son effet sur la largeur supérieure est presque négligeable. La vitesse de balayage ne présente aucun changement morphologique significatif sur le composite CNT. Comme le montre la figure 8a, une faible vitesse de balayage donne une interaction plus longue qui offre une profondeur de pénétration élevée. En augmentant la vitesse de balayage à 100, 200 et 300 mm/s, comme sur les Fig. 8b, c et d respectivement, la profondeur de pénétration diminue proportionnellement en raison d'une réduction de l'ablation résultant d'interactions courtes avec une vitesse de balayage accrue. De plus, le processus forme partiellement des éclaboussures (illustré à la Fig. 9b), ce qui ne produit des éclaboussures qu'à des niveaux de vitesse de balayage faibles à moyens (50 à 150 mm/s). En revanche, des vitesses de balayage plus élevées (200 à 300 mm/s) n'entraînent pas une quantité importante de projections et une forme cohérente et bien établie (d'une manière présentée dans le tableau 3).

Effet de la vitesse de balayage sur la morphologie physique ; (a) 50 mm/s, (b) 100 mm/s, (C) 200 mm/s (d) 300 mm/s [Fixe : 20 kHz, 200 ns, 20 W et 1 passe].

Effets de la vitesse de numérisation ; (a) Effet sur la largeur supérieure et la profondeur de pénétration, (b) Effet sur la largeur des projections [Fixe : 20 kHz, 200 ns, 20 W et 1 passe].

Généralement, la puissance laser et la vitesse de balayage peuvent être utilisées pour contrôler la profondeur de pénétration et la largeur supérieure de la zone irradiée par laser en fonctionnement régulier sans avoir aucune forme de changements significatifs dans la morphologie physique.

Le nombre de passages est un paramètre qui mesure le nombre de passages d'irradiation laser. Dans cette section, l'effet du nombre de passes de balayage est étudié de 1 à 20 passes à 4 passes d'intervalle et à des paramètres fixes de 20 W, 20 kHz, 200 ns et 100 mm/s. Dans le traitement des composites CNT, le nombre de passes impacte fortement la processabilité. Comme le montre la figure 11a, un changement progressif du nombre de passages affecte considérablement la profondeur de pénétration et la largeur supérieure. La formation de zones de projection plus larges est une caractéristique supplémentaire du procédé (Fig. 11b). De plus, chaque nombre de passes affiche des formes uniques d'une morphologie particulière. Trois phénomènes principaux sont observés ici. Tout d'abord, à un nombre inférieur de passages (jusqu'à 8 passages), l'ablation devient puissante pour produire des rainures profondes et larges, comme indiqué en (a) et (b) de la Fig. 10. Ici, la chaleur du faisceau laser diffuse significativement dans la direction latérale (horizontale) et provoque l'enlèvement de matière des bords pour produire des canaux plus larges près du sommet. L'augmentation progressive du nombre de passages à des valeurs plus élevées (12 passages), comme dans la vue latérale du cas (c) de la figure 10, commence à initier des rainures étroites semblables à des fissures (rainure pointue) au fond. Cet effet augmente avec le nombre de passages jusqu'à 16, comme dans le cas (d) de la figure 10, où l'effet est amplifié avec la création de rainures plus larges en haut et pointues/pointues en bas. Cette condition ne peut pas durer plus longtemps car l'augmentation de la largeur supérieure avec la création d'une rainure encore plus étroite conduit au dépôt de particules à l'intérieur, comme illustré dans le cas (e) de la Fig. 10. Ces particules piégées pourraient provenir de deux mécanismes : ( 1) en raison de l'augmentation de la largeur supérieure conduisant à la formation du grand nombre de particules ablatées de la surface supérieure qui se dispersent dans la rainure étroite et pointue, et (2) en raison du nombre très élevé de passages à une vitesse de balayage de 100 mm/s, cela donne moins de temps pour éliminer les particules de la rainure étroite (Fig. 11). A ce stade, il deviendra un peu difficile pour le faisceau laser de pénétrer plus profondément à cause du blocage des impulsions par ces particules. En conséquence, la profondeur de pénétration est affectée négativement après 16 passages. Pour plus de clarté, les détails topologiques 3D et les profils de ligne à 16 passes et 20 passes sont donnés à la Fig. 12.

Effet du nombre de passages ; (a) 1 passage, (b) 8 passages, (c) 12 passages, (d) 16 passages et (e) 20 passages [Fixe : 20 kHz, 200 ns, 20 W et 100 mm/s].

Effet du nombre de passages à des valeurs fixes de 20 kHz, 20 W et 20 mm/s ; (a) Effet sur la largeur supérieure (b) Effet sur la largeur des projections [Fixe : 20 kHz, 20 W, 200 ns et 100 mm/s].

Vues de profil de ligne et morphologies de rainures à 16 passes et 20 passes.

La durée d'impulsion fait référence à la durée entre l'instant où une impulsion commence et l'instant où l'impulsion se termine31. Ce paramètre est crucial pour les lasers pulsés car le laser ne fonctionne que pendant cette période. La quantité d'énergie appliquée pendant cette période détermine la mesure dans laquelle le processus enlève de la matière. En fonction de la durée des impulsions, les lasers millisecondes, nanosecondes et femtosecondes permettent une adaptation flexible des processus laser aux matériaux traités. Dans les avantages ultracourts, le temps de chauffage du matériau est inférieur à celui des lasers à impulsions longues ou des lasers continus. Par conséquent, ce processus se traduira par la plus grande précision et le moins de dommages. De cette façon, les lasers pulsés ultracourts permettent une ablation efficace par un procédé à froid32,33. Cependant, des durées d'impulsion excessives (longues) provoquent une accumulation de chaleur sur la pièce, ce qui entraîne un processus thermique avec une zone affectée par la chaleur beaucoup plus grande31,34. La durée des impulsions est fortement liée au taux de répétition des impulsions. Dans cette étude, les effets de la durée d'impulsion sont étudiés de 4 à 200 ns à 20W, 100 mm/s, 1 passage et selon le couplage durée-fréquence d'impulsion de la source laser présenté dans le tableau 2, alors que les effets de la répétition d'impulsions sont étudiés à 20W, 100 mm/s, 1pass et 200 ns. Dans le traitement au laser du composite CNT, la durée d'impulsion a imposé un effet sur la profondeur de pénétration (Fig. 13a). Pourtant, la plage de durées d'impulsions utilisées dans les expériences (4 à 200 ns) impose très peu de changement sur la largeur supérieure ; comme le montre la figure 13b. La figure 14 présente l'effet du taux de répétition à 200 ns. Sur les figures 14a à c, une augmentation de la profondeur de pénétration est observée. De plus, la formation d'éclaboussures avec une tendance à la diminution de sa largeur caractérise l'opération. Ce phénomène se poursuit jusqu'à 500 kHz, où il atteint la profondeur de pénétration maximale dans un processus sans projections (Fig. 14d). Cependant, une augmentation supplémentaire du taux de répétition à 1000 kHz (Fig. 14e) entraînera éventuellement un changement complet de la morphologie et une baisse de la profondeur de pénétration. La relation entre la profondeur de pénétration et le taux de répétition à 200 ns peut être renvoyée à la Fig. 13a.

Effet du taux de répétition et de la durée des impulsions ; (a) sur la profondeur de pénétration, (b) sur la largeur supérieure, [Fixe : 20 W, 100 mm/s, 1 passe].

Images SEM montrant la morphologie physique avec un taux de répétition à 200 ns. (a) 20 kHz, (b) 60 kHz, (c) 105 kHz, (d) 500 kHz et (e) 1000 kHz [Fixe : 20 W, 100 mm/s, 1 passage et 200 ns].

Une observation attentive de la morphologie de cinq échantillons de la figure 14 révèle des caractéristiques typiques de l'opération. En conséquence, trois régimes opérationnels distincts sont identifiés. Le premier régime comprend les cas (a) à (c), 20, 60 et 105 kHz, respectivement, qui décrivent les opérations avant le taux de répétition de 500 kHz, où une profondeur de pénétration maximale est atteinte. Le régime opérationnel deux est identifié dans le cas (d) à 500 kHz. Le troisième régime opérationnel couvre la gamme des valeurs de fréquence de répétition supérieures à 500 kHz. Ces catégories sont bien présentées à la Fig. 15. Dans le premier régime, la profondeur de pénétration augmente avec l'augmentation du taux de répétition. Cependant, le comportement thermique du processus semble n'avoir causé aucune déformation et comme cela peut être confirmé à partir des morphologies physiques des Fig. 15a, b et c. De plus, l'augmentation du taux de répétition des impulsions à 500 kHz a entraîné une augmentation supplémentaire de la profondeur de pénétration (Fig. 13a). Pourtant, une observation attentive de la morphologie physique de l'échantillon de la figure 15d montre que les bords de la rainure semblent être thermiquement endommagés. Progressivement, des caractéristiques uniques et intéressantes prennent effet à mesure que les taux de répétition des impulsions sont augmentés au-delà de 500 kHz. Cela donne lieu au troisième régime opérationnel, où la profondeur de pénétration diminue avec une augmentation du taux de répétition des impulsions. L'effet thermique observé pour la première fois à 500 kHz est avancé au troisième régime avec plus d'effets supplémentaires, comme on peut l'observer sur la Fig. 15e à 1000 kHz. Ici, les couches superficielles du matériau adjacentes à la zone traitée sont fondues, et une refonte de ces couches fondues est formée sur sa périphérie. Comme discuté ci-dessus, ces trois régimes identifiés ont des réponses complètement uniques et différentes aux taux de répétition des impulsions provoquant différentes caractéristiques d'ablation, une augmentation et une diminution progressives de la profondeur de pénétration et des caractéristiques morphologiques (découverte de régions thermiquement endommagées et fondues dans les régimes deux et trois). Par conséquent, il est crucial de mener une analyse plus approfondie sur ces trois scénarios pour une meilleure compréhension de l'interaction. Pour cette raison, les cas de 105, 500 et 1000 kHz sont considérés comme des échantillons représentatifs pour une inspection détaillée des effets sur la maniabilité du matériau.

Régime opérationnel 1—Fonctionnement en dessous du taux critique de répétition des impulsions

Vues détaillées de la morphologie avec taux de répétition à 200 ns. (a) 20 kHz, (b) 60 kHz, (c) 105 kHz, (d) 500 kHz et (e) 1000 kHz, [Fixe : 20 W, 100 mm/s, 1 passage et 200 ns].

Ce scénario représente l'utilisation d'un taux de répétition inférieur à 500 kHz. Dans ce cas, la profondeur de pénétration continue d'augmenter avec le taux de répétition des impulsions, et le processus n'entraîne pas d'effets thermiques significatifs. Cependant, des effets thermiques et des modifications des propriétés des matériaux peuvent encore se produire. Pour cette raison, il est essentiel d'étudier l'apparition d'une zone affectée par la chaleur (ZAT). HAZ est une région créée sur un matériau exposé à des températures élevées. Il s'agit d'une zone non fondue proche de la zone de travail exacte (une région entre le matériau fondu et le matériau de base) où se produisent des changements microstructuraux35. Dans le régime opérationnel 1, aucune preuve de fusion de surface n'est remarquée, ce qui réduit la probabilité de rencontrer HAZ. Pour garantir, le mode de balayage de ligne EDX est exécuté sur la surface et la section transversale. Sur la même ligne, un test de microdureté est effectué à l'aide du testeur de microdureté Vickers. Les expériences donneront la composition chimique et la propriété mécanique de l'échantillon dans la région où la chaleur pourrait avoir un impact. Le résultat du balayage de ligne EDX du cas de 105 kHz illustré sur la figure 16a indique que le carbone est l'élément dominant, ce qui rend les autres éléments divers. La répartition du carbone sur une ligne horizontale de 150 μm à partir du bord n'entraîne pas de modification significative de sa teneur mais des fluctuations aléatoires mineures. De plus, la différence dans les autres éléments divers est nulle. Sur la même ligne, les résultats de la microdureté Vickers sont présentés sur la Fig. 16c. Ces valeurs locales sont comparées à la microdureté du matériau de base non traité pour déterminer si l'effet thermique provoque un durcissement, un ramollissement ou aucun. Étant donné que la chaleur du laser se diffuse latéralement sur la surface et pénètre dans la section transversale, il est important d'observer simultanément la surface et la section transversale. De multiples mesures de dureté Vickers sont effectuées à intervalles fixes à partir du bord de la rainure dans une configuration donnée sur la figure 16b. Les tests de dureté indiqués sur la figure 16c montrent que les valeurs de dureté diminuent comme mesuré du point 3 au point 1; cependant, la dureté reste inchangée en dehors de cette plage (point 3–5). La dureté du matériau de base a été mesurée à un point aléatoire dans la région non traitée, suffisamment loin du point 5 (illustré sur la Fig. 16b). En conséquence, la microdureté Vickers associée au matériau de base est déterminée comme étant \(79,56 \pm 4,2\) HV. On peut remarquer qu'un changement de nature chimique et des valeurs de dureté est en train de se produire. Des résultats presque similaires ont été trouvés dans sa section transversale (illustrée à la Fig. 17), où la dureté s'avère être de 53,1 \(\pm 1,2\) HV. La texture et l'état de surface du matériau de base sur la section transversale sont totalement différents de la surface supérieure. Par conséquent, la dureté du matériau de base non traité dans la face en coupe transversale est mesurée à 52,57 ± 0,92 HV.

Essais chimiques et de dureté sur surface — 105 kHz ; (a) Balayage linéaire EDX (b) Configuration de mesure (c) Dureté Vickers.

Essais chimiques et de dureté sur section — 105 kHz.

La concentration de carbone sur la section transversale et la surface supérieure est différente, donnant moins de carbone sur la surface. Cette condition est associée à la formation d'une éclaboussure dans le régime un. La formation de projections commence en grande quantité (largeur de projection plus élevée) à 20 kHz, diminue la largeur de projection jusqu'à 105 kHz, et finalement, la formation de projections s'arrête à un taux de répétition de 500 kHz. Le fonctionnement de 500 à 1000 kHz est sans projections. L'ensemble de ces phénomènes est indiqué sur les Fig. 18a–e. La cartographie élémentaire EDX et les quantifications de balayage ponctuel (moyennes) sont présentées à la Fig. 19 et au Tableau 4, respectivement. En conséquence, les éclaboussures sont constituées d'éléments presque similaires avec un matériau de base mais essentiellement avec une teneur en carbone inférieure. Dans ce contexte, une éclaboussure est une éclaboussure de particules brûlées et ablatées du composite CNT de base avec une faible teneur en carbone due à l'irradiation par une énergie d'impulsion laser élevée. De faibles impulsions laser de 500 kHz et plus ne produisent pas de projections. Par conséquent, la sous-estimation de la concentration de carbone dans le balayage de la ligne de surface supérieure du cas à 105 kHz provient évidemment des éclaboussures qui recouvrent la région.

Répartition des projections avec taux de répétition à 200 ns. (a) 20 kHz, (b) 60 kHz, (c) 105 kHz, (d) 500 kHz et (e) 1000 kHz [fixe : 20 W, 100 mm/s, 1 passage et 200 ns].

Cartographie EDX des projections.

Tous ces résultats sont liés à la nature de la répétition des impulsions. Dans le laser nanoseconde pulsé utilisé pour les expériences, des valeurs de taux de répétition de 20 à 105 kHz peuvent être considérées comme des valeurs de taux de répétition d'impulsion faibles. Lors de réglages à faible taux de répétition des impulsions, l'intervalle entre les impulsions consécutives est relativement long et donne suffisamment de temps pour la dissipation de la chaleur dans le matériau provoquant le minimum de dommages thermiques. En outre, cela laisse suffisamment de temps entre les impulsions pour l'élimination régulière des particules ablatées. Pour cette raison, une quantité importante de projections est observée à l'extérieur. Cependant, lorsque le taux de répétition augmente, l'intervalle de temps entre les impulsions diminue et l'efficacité de l'élimination des particules ablatées diminue. Par conséquent, la quantité de projections continue de chuter à 105 kHz et finira par disparaître par la suite. De ce fait, les opérations impliquant des réglages de taux de répétition inférieurs à 500 kHz entraînent une bonne dissipation de la chaleur et un transport efficace des particules ablatées vers l'extérieur, de sorte que les modifications de la nature chimique et mécanique (dureté) du travail sont minimales.

Régime opérationnel 2—Fonctionnement à un taux de répétition d'impulsions critique

Le régime opérationnel deux décrit le fonctionnement à un point particulier de 500 kHz où la profondeur de pénétration atteint sa valeur maximale. À ce stade, des effets thermiques commencent à apparaître le long du bord. La preuve de la région thermiquement endommagée observée sur la figure 15d implique une accumulation de chaleur due au nombre accru d'impulsions par unité de temps. D'autre part, la même figure ne montre aucune preuve de particules ablatées piégées à l'intérieur de la rainure en raison de l'augmentation du taux de répétition. Les caractéristiques importantes de cette région sont obtenues par inspection par balayage de ligne EDX et test de microdureté selon une configuration donnée sur la figure 20b. Les figures 20a–c et 21 montrent les tests avec les résultats.

Essais chimiques et de dureté sur surface — 500 kHz ; (a) Balayage linéaire EDX (b) Configuration de mesure (c) Dureté Vickers.

Essais chimiques et de dureté sur section - 500 kHz.

La teneur en carbone est l'espèce la plus dominante dans la région traitée et non traitée, mais on observe que la teneur en carbone est plus élevée dans la région fondue telle que quantifiée et présentée à la Fig. 20a, donnant ainsi une surface plus ramollie que le scénario précédent (illustré à la Fig. 20c). En regardant la section transversale, la valeur de dureté dans la région a été mesurée à 44,6 \(\pm 1,606\) HV. En comparant ce résultat à la dureté du matériau de base dans la section transversale, \(52,57 \pm 0,92\) HV, on peut noter que le ramollissement est en cours. Le fonctionnement au régime deux donne la profondeur d'ablation maximale. Cela implique que l'augmentation du taux de répétition des impulsions provoque des effets thermiques dus à l'accumulation de chaleur résultant d'impulsions rapprochées. Pourtant, l'effet thermique n'est pas observé pour entraver la tendance à l'augmentation de la profondeur de pénétration. Cette situation marque le régime comme un régime opérationnel à l'apparition des effets thermiques. De plus, ce régime entraîne l'arrêt de la formation de projections. Pour ces raisons, 500 kHz est marqué comme un taux de répétition critique.

Régime opérationnel 3—Fonctionnement au-dessus du taux critique de répétition des impulsions

Contrairement aux régimes un et deux, dans ce régime opérationnel (500–1000 kHz], la profondeur de pénétration diminue. De plus, le régime dépeint la présence de caractéristiques particulières dans sa morphologie à 1000 kHz. Une observation attentive de la Fig. 15e révèle que l'effet thermique déforme les bords de la rainure. La fusion de la couche de surface près de la zone traitée s'est produite avec une refonte ultérieure de la couche à proximité de la région de fusion. De plus, de plus grandes particules ablatées à l'intérieur de la rainure sont visibles de près du haut. même procédure, des quantifications par balayage linéaire EDX des compositions élémentaires sont effectuées sur la surface et la section transversale, suivies d'un test de microdureté, comme indiqué sur les figures 22a, b, c et 23.

Essais chimiques et de dureté sur surface — 1000 kHz ; (a) Balayage linéaire EDX (b) Configuration de mesure (c) Dureté Vickers.

Essais chimiques et de dureté sur section — 1000 kHz.

Comme le cas précédent, la région thermiquement endommagée est principalement composée de carbone ; cependant, la teneur en carbone dans cette région particulière de fusion et de refonte est la plus élevée. De plus, l'opération a détérioré la dureté superficielle du matériau dans la même région, où il est fortement ramolli. D'autre part, les mêmes observations sur le côté transversal ne produisent aucun changement dans la composition chimique, mais l'effet adoucissant est davantage pénétré à l'intérieur car il a été mesuré à 38,5 \(\pm 3,9\) HV près de la région traitée par rapport à \( 52,57 \pm 0,92\) HV (dureté du matériau de base du côté de la section). En conséquence, la fusion avec une formation subsistante de refonte accompagne le processus d'ablation au troisième régime opérationnel. Le processus d'accumulation de chaleur inapproprié modifie considérablement la nature chimique et mécanique de la région, ce qui entraîne un bord ramolli avec plus de teneur en carbone.

Le taux de répétition est une mesure du nombre d'impulsions émises par seconde d'un train régulier d'impulsions36. Le taux de répétition est un paramètre essentiel qui définit l'utilisation de la chaleur pour le traitement laser de certains matériaux37. Opérer à des taux de répétition élevés a ses avantages ; par exemple, dans le forage de micro-trous à l'aide d'un laser à ultra-impulsions, des rendements plus élevés sont attendus à un taux de répétition plus élevé puisque davantage d'impulsions sont émises à un moment fixe38. Cependant, des valeurs de taux de répétition excessives ont des effets néfastes sur l'aptitude au traitement des matériaux, et les amplitudes relatives dépendent du type de matériau37. Dans le traitement laser avec des taux de répétition élevés (> 500 kHz), la durée entre les impulsions individuelles est très courte de sorte que l'énergie thermique ne peut pas être suffisamment dissipée du volume chauffé avant l'arrivée de l'impulsion suivante39. Outre le taux de répétition des impulsions, des études antérieures ont indiqué que l'énergie des impulsions et la puissance de crête sont des paramètres essentiels qui contrôlent la profondeur et la largeur d'un micro-sillon34,35. Les valeurs d'énergie d'impulsion et de puissance de crête pour chaque taux de répétition de 20 à 1000 kHz sont calculées sur la base des équations. (1) et (2). Les résultats sont tracés et présentés à la Fig. 24.

où Pavg, f et \(\tau\) sont respectivement la puissance moyenne, le taux de répétition et la durée d'impulsion.

Énergie d'impulsion et puissance de crête par rapport au taux de répétition.

En comparant les résultats de la figure 24 avec les résultats des figures 13a et b, il est tout à fait évident que les effets de l'énergie d'impulsion et de la puissance de crête sont fortement associés à la largeur supérieure. Une puissance de crête et une énergie d'impulsion élevées donnent une plus grande largeur supérieure et vice versa. De plus, de 20 à 105 kHz, la largeur du sommet diminue fortement. Cela provient de la forte réduction de l'énergie des impulsions et de la puissance de crête pour la même plage de valeurs de taux de répétition. Cependant, la profondeur de pénétration augmente tandis que l'énergie d'impulsion diminue de 1 à 0,04 mJ, et la profondeur de pénétration diminue tandis que l'énergie d'impulsion diminue de 0,04 à 0,02 mJ. En outre, une tendance similaire est observée avec la puissance de crête. Cette situation est attribuée aux deux effets dominants d'un taux élevé de répétition des impulsions 40,41,42,43. Les effets sont liés au raccourcissement de l'intervalle de temps entre deux impulsions successives. Cela entraîne : (i) moins de temps pour la diffusion de la chaleur dans le matériau, ce qui introduit un problème d'accumulation de chaleur dans la région traitée. L'accumulation de chaleur excessive dans le matériau n'aura pas de contribution au processus d'élimination du matériau mais à la formation de changements morphologiques par la formation d'éclaboussures fondues et de régions fondues près de la périphérie de la zone traitée avec la formation ultérieure de la refonte. (ii) moins de temps pour éliminer les particules ablatées de la zone traitée. Lorsque les particules ablatées sont piégées à l'intérieur de la rainure en raison du temps plus court entre les impulsions pour une élimination efficace, les impulsions à venir seront protégées. Cela conduit à la fusion de ces particules. Plus tard, la resolidification de ces particules affectera la profondeur de pénétration.

Généralement, les caractéristiques observées dans l'interaction du laser avec le composite CNT peuvent être cartographiées du point de vue de l'intensité de crête du laser ou de l'intensité d'impulsion de crête. L'intensité maximale du laser est définie comme la puissance maximale que le faisceau incident délivre par unité de surface44. L'intensité maximale du laser est un autre paramètre de travail crucial déterminant les taux d'ablation et d'autres phénomènes physiques associés au processus45. L'intensité maximale du laser est calculée pour une seule impulsion sur la base de l'Eq. (3). Étant donné que l'intensité maximale du laser est fonction de la puissance moyenne (\({P}_{avg}\)), de la durée d'impulsion (\(\tau\)) et du taux de répétition des impulsions (\(f\)), cela pourrait donner des indications plus générales sur l'interaction.

où Asp est la surface du spot laser [mm2].

La figure 25 montre la profondeur de pénétration et la largeur du sommet en fonction de l'intensité d'impulsion de crête pour les paramètres étudiés de 50 à 200 ns. Selon les résultats, en faisant varier la puissance de 4 à 20 W à 20 kHz, l'intensité maximale varierait de 1413,7 à 7073,6.409 kW/mm2 pour donner plus de pénétration sans provoquer de changements morphologiques significatifs supplémentaires. La figure 25 illustre les principales caractéristiques identifiées par l'effet de divers paramètres laser. En conséquence, les régimes d'accumulation de chaleur discutés précédemment couvrent une plage d'intensité maximale de 141,37 à 282,74 kW/mm2. Toute combinaison paramétrique à un faible taux de répétition d'impulsions et un faible nombre de passages est tracée dans la plage d'intensité maximale de 1413,7 à 28 294,4 kW/mm2 et identifiée comme un régime de travail approprié. Cependant, les intensités des pics intenses résultant du nombre plus élevé d'irradiation dû à l'augmentation du nombre de passages (après 12 passages) entraînent une dégradation de l'aspect morphologique. Une plage d'intensité de crête extrêmement élevée de 845 883,2 à 141 472 kW/mm2 dénote ces opérations, ce qui suggère que ces intensités de crête élevées introduisent des effets indésirables sur le matériau. Généralement, des intensités de pointe allant de 1413,7 à 28 294,4 kW/mm2 peuvent être privilégiées pour des opérations efficaces et de bonne qualité.

Cartographie de l'interaction laser en fonction de l'intensité du pic.

De même, les intensités d'impulsion de crête laser sont cartographiées avec les combinaisons paramétriques laser pour voir l'effet de l'intensité d'impulsion de crête laser sur la largeur supérieure. Il est intéressant de noter que la même plage d'intensité d'impulsion (1413,7–28 294,4 kW/mm2) fournit le régime de travail approprié dans ce cas également. Dans le cas des éclaboussures (Fig. 26), cela se produit en travaillant à une plage d'intensité de crête de 1413,7 à 141472 kW/mm2 sur toute opération qui se trouve dans le régime opérationnel un. Les régimes de fonctionnement deux et trois sont déjà connus pour donner un fonctionnement sans projections et couvrir une plage d'intensité de crête très étroite de 141,37 à 282,74 kW/mm2.

Cartographie de l'interaction laser en fonction de l'intensité maximale et des projections.

Dans le traitement au laser des composites polymères, les faisceaux laser intenses ont tendance à casser les chaînes polymères et à introduire des défauts de processus et des défaillances dans le matériau46. L'incorporation de NTC dans les composites joue un rôle essentiel dans leur aptitude au traitement en augmentant la dureté et l'absorptivité laser des composites47. Il a été rapporté que le traitement au laser des composites à base de carbone souffre d'effets thermiques en raison de grandes différences de conductivité thermique et de température de vaporisation entre le carbone et la matrice48. De plus, la capacité de chaleur latente du carbone est 43 fois supérieure à celle de la résine époxy, ce qui implique que le carbone absorbera la majeure partie de la chaleur49. L'énergie thermique absorbée sera alors conduite le long des fibres de carbone, et la résine époxy s'évaporera par la chaleur même dans la zone non traitée. Cette situation marque la formation de HAZ, et l'enlèvement de matière est devenu compliqué48. Cette étude a démontré que des intensités de faisceau laser significativement élevées pouvaient être utilisées pour un enlèvement de matière approprié (Fig. 25), ce qui souligne le rôle des NTC dans l'absorption d'une partie de l'apport d'énergie thermique et la fourniture de voies supplémentaires50 pour une conduction thermique efficace. On pense que ce mécanisme réduit considérablement les effets thermiques sur l'aptitude au traitement laser.

Cette étude a présenté une étude paramétrique expérimentale sur l'interaction laser avec une plaque composite CNT à utiliser comme plaque bipolaire dans les PEMFC en considérant une plaque de 2,5 mm d'épaisseur. Les remarques finales de base décrites par l'étude sont les suivantes :

L'effet du nombre de passages est le plus élevé dans le contrôle de la profondeur de pénétration et de la largeur supérieure. De plus, il faut veiller à rendre une valeur élevée du nombre de passages car il est indiqué qu'il s'agit d'un facteur négatif pour un fonctionnement de qualité.

Des opérations relativement fluides résultant de la puissance et de la vitesse de balayage indiquent que ces paramètres sont adéquats pour un contrôle faible à moyen de la profondeur de pénétration et de la largeur du sommet sans impact significatif sur les aspects morphologiques.

Le taux de répétition des impulsions présente une nature unique d'interaction qui a abouti à un taux de répétition critique distinguant trois régimes différents : en dessous de la valeur critique, à la valeur critique et au-dessus de la valeur critique, chacun avec certains comportements chimiques et mécaniques distincts.

Les opérations qui favorisaient des valeurs de taux de répétition inférieures à la valeur critique ont donné des résultats fiables.

Les dimensions typiques des canaux d'écoulement sur les plaques bipolaires pour la fente rectangulaire ont été signalées comme étant de 300 μm de largeur et de 300 μm de hauteur51. Dans l'ensemble, les caractéristiques d'ablation suggèrent que le traitement au laser peut être considéré comme une méthode potentielle pour la fabrication de canaux d'écoulement de plaques bipolaires à l'aide de matériaux composites CNT.

Les ensembles de données utilisés et/ou analysés au cours de la présente étude sont disponibles auprès de l'auteur correspondant sur demande raisonnable.

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La recherche décrite ici a été parrainée par la subvention de la National Research Foundation of Korea (NRF) (n° 2021R1C1C1008671) financée par le ministère des Sciences et des TIC (MSIT, Corée), parrainée par la Stratégie régionale d'innovation (RIS) par l'intermédiaire de la National Research Foundation de Corée (NRF) (2021RIS-004) financé par le ministère de l'Éducation (MOE) et parrainé par le projet de développement de technologies habilitantes financé par la plate-forme de l'Institut des sciences et technologies de Cheonan (CISTEP, Cheonan, Corée), Ce travail est également soutenu par l'Institut coréen pour l'avancement de la technologie (KIAT) (P0018009) financé par le ministère du Commerce, de l'Industrie et de l'Énergie (MOTIE, Corée).

Department of Future Convergence Engineering, Cheonan College of Engineering, Kongju National University, Cheonan, 31080, Corée du Sud

David Musse et Dongkyoung Lee

Département de génie mécanique et automobile, Cheonan College of Engineering, Université nationale de Kongju, Cheonan, 31080, Corée du Sud

Dongkyoung Lee

Center for Advanced Powder Materials and Parts of Powder (CAMP2), Cheonan College of Engineering, Kongju National University, Cheonan, 31080, Corée du Sud

Dongkyoung Lee

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DM : Conceptualisation, méthodologie, préparation expérimentale, analyse formelle, enquête, rédaction du projet original, révision de la rédaction et édition. DKL : Supervision, administration, organisme de financement, examen des documents.

Correspondance à Dongkyoung Lee.

Les auteurs ne déclarent aucun intérêt concurrent.

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Réimpressions et autorisations

Musse, D., Lee, D. Étude paramétrique de l'interaction laser nanoseconde pulsée avec une plaque bipolaire composite carbone-nanotube pour les PEMFC. Sci Rep 13, 2048 (2023). https://doi.org/10.1038/s41598-023-28700-2

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Reçu : 04 novembre 2022

Accepté : 23 janvier 2023

Publié: 04 février 2023

DOI : https://doi.org/10.1038/s41598-023-28700-2

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