ОСОБЛИВОСТІ ХАРАКТЕРУ РУЙНУВАННЯ МАТЕРІАЛУ ПІД ДІЄЮ ЛАЗЕРНОГО ВИПРОМІНЮВАННЯ В ІМПУЛЬСНОМУ РЕЖИМІ РОБОТИ ЛАЗЕРА
DOI:
https://doi.org/10.20535/2519-450x.6.2015.63389Анотація
Лазерні технології все дедалі більше використовуються в машинобудуванні та мають ряд різноманітних застосувань: для різання металів, підготовки поверхні матеріалу, створення різноманітних покриттів, контроль якості виплавленої продукції тощо. Під дією лазерного випромінювання матеріал руйнується й постає питання про характер руйнування і можливості контролю за цим процесом. Одним з можливих шляхів управління процесом може бути зміна параметрів лазерного випромінювання, до яких відносять тривалість імпульсу, енергія в імпульсі і частота проходження імпульсів, оскільки в залежності від цих параметрів змінюється характер руйнації речовини, форма утвореного кратеру, кількість випаруваної речовини. Тому важливим є дослідження впливу параметрів джерела лазерного випромінювання на процес руйнування матеріалу.
Для руйнування проби використовувався твеpдотiльний лазеp з активним тілом на основі кpисталу алюмоiтpiєвого гpанату активованого iонами неодиму з накачкою iмпульсної ксенонової лампи ИНП5/60. Живлення лампи накачки здiйснювалось блоками БПЛ-66/33, (БПЛ-75/33) з максимальною енеpгiєю в pозpядному контуpi до 75 Дж. Лазер працював в суттєво багато імпульсному режимі. В залежності від типу модулятора (модулятори добротності з початковими коефіцієнтами поглинання 73%, 50%) та ступеню перевищення порогу генерації лазер випромінював переміну по кількості послідовність імпульсів (цуг) з тривалістю одного імпульсу близько 10 нс і енергією одного імпульсу 12 мДж, 15мДж, 20 мДж відповідно для першого, другого модуляторів та їх комбінації. Часовий інтервал між імпульсами змінювався від 100 мкс (у випадку генерації двох імпульсів ) до 7-10 мкс (випадок генерації 17 –23 імпульсів). Фокусування лазерного пpоменю здiйснювалось за допомогою лiнзи з фокусною вiдстанню ~ 75 мм. При цих умовах на поверхні зразка можна було досягнути потужності до 109 Вт/см2 .
Розглянуто різні режими роботи лазерного джерела. На рис.1 (1,2,3,4) наведені фотографії характеру пошкодження поверхні зразків деяких матеріалів. Видно, що збільшенням числа імпульсів поступово зменшується глибина кратеру, що утворюється при поглинанні лазерного випромінювання, а діаметр ділянки з якої випаровується речовина збільшується. Тобто випаровування відбувається рівномірними прошарками, що забезпечує кращий контроль при обробці матеріалу. Досліджено, що при багатоімпульсному впливу лазерного випромінювання може бути реалізований режим «м’якого» руйнування поверхні матеріалу без утворення глибоких кратерів, з контролем кількості випаруваного матеріалу. Тобто, багатоімпульсний режим впливу значно збільшує можливості для впливу на процес руйнування зразку.
Рис. 1. Характер руйнування зразків різних матеріалів в залежності від числа імпульсів в цузі: 1) моноімпульс, 2) 4 імпульси, 3) 17-19 імпульсів, 4) 10 імпульсів.
Посилання
Література
Действие излучения большой мощности на металлы//С.И. Анисимов, Я.А. Имас, Г.С. Романов и др. М.: Наука, 1970. 272 с
Фереман Н.А., Хазов Л.Д. О механизме разрушения поверхности прозрачного диэлектрикапри облучении коротким световым импульсом/ Под ред. Н.Г. Басова// Квантовая электроника – 1972.-№ 4(10).-с.25-31
Афанасьев Ю.А., Крохин Ф.В., Прохоров А.М. и др. Испарение металлических мишеней мощным оптическим излучением. // ЖЭТФ. -1972. -№2(8). -с. 586-608 .
E.Zabello, V. Syaber, A.Khizhnyak. Influence of temporal parameters of laser irradiation on emission spectra of the evaporated material. // Semiconductor Physics, Quantum Electronics & Optoelectronics vol. 2, №1 (1999), p.142-146
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2016 Нові матеріали і технології в машинобудуванні
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
Етика автора:
- Автор (або колектив авторів) несе (чи) відповідальність за новизну і достовірність результатів наукового дослідження. Автори статті повинні надавати достовірні результати проведених досліджень. Завідомо неправдиві або сфальсифіковані затвердження неприйнятні.
- Автори повинні гарантувати, що результати дослідження, викладені в поданій рукописи, повністю оригінальні.
- Запозичені фрагменти або твердження повинні бути оформлені з обов'язковим зазначенням автора та першоджерела.
- Неетичні і неприйнятні надмірні запозичення, а також плагіат в будь-яких формах, включаючи неоформлені цитати, перефразування або привласнення прав на результати чужих досліджень.
- Необхідно визнавати внесок всіх осіб, так чи інакше вплинули на хід дослідження, зокрема, в статті повинні бути представлені посилання на роботи, які мали значення при проведенні дослідження.
- Співавторами статті повинні бути вказані всі особи, які внесли істотний внесок у проведення дослідження.
- Автори не повинні надавати в журнал рукопис, яка була відправлена в інший журнал і знаходиться на розгляді, а також статтю, вже опубліковану в іншому виданні.
Етика редакції:
- Редакція несе відповідальність за оприлюднення авторських творів. При прийнятті рішення про публікацію редактор журналу керується достовірністю представлення даних і наукової значимістю даної роботи.
- Редактор повинен оцінювати інтелектуальний зміст рукописів. Виходячи з принципів конфіденційності неопубліковані дані, отримані з представлених до розгляду рукописів, не повинні використовуватися для особистих цілей або передаватися третім особам без письмової згоди автора.
- Редактор не повинен допускати до опублікування інформацію, якщо є достатньо підстав вважати, що вона є плагіатом.
Етика публікацій:
Журнал є виданням відкритого доступу. Всі статті вільні для перегляду, читання, завантаження та друку.
Матеріали приймаються українською, російською або англійською мовами і відповідно публікуються мовою оригіналу.
