Страница:Кривицкий Б.Х. Справочник по радиоэлектронным системам. Том 2.djvu/289

Материал из РадиоВики - энциклопедии радио и электроники
Перейти к: навигация, поиск
Выкупить рекламный блок
Эта страница не была вычитана


288

СИСТЕМЫ ОПТИЧЕСКОГО ДИАПАЗОНА

[Разд. 9

Таблица 9*6

Расчетные значения минимальной плотности потока, МВт/см2, необходимой для нагревания центра зоны облучения некоторых материалов до температуры кипения непрерывным излучением

Матерйал

г0, мкм

Ag

А1

Аи

Сг

Си

Fe

Ni

Si

5

18,4

11,3

16,5

4,4

20

4,4

4,5

4,2

10

9,2

5,7

8,3

2,2

10

2,2

2,3

2,1

20

4,6

2,8

4,1

1,1

5

1,1

1,12

1,05

50

1,84

1,13

1,65

0,44

2

0,44

0,45

0,45

100

0,92

0,57

0,83

0,22

1

0,22

0,23

0,21

Разрушение материала под действием лазерного излучения может происходить вследствие испарения вещества, растрескивания хрупких материалов под влиянием термических напряжений, воспламенения и горения, термического разложения и плавления. Разрушение материала испарением осуществляется под воздействием импульсного излучения, а все другие способы разрушений осуществляются чаще всего вследствие воздействия непрерывного излучения или импульсами большой длительности.

Температура разрушения обычно близка к температуре кипения материала.

Наиболее важными параметрами и характеристиками процесса разрушения в технологических приложениях являются пороговая плотность потока qтемпература разрушения Тр и зависимость удельного выноса массы г}ув от плотности падающей энергии излучения Q0.

Технологические установки различают по плотности потока лазерного излучения: с малой (q<q{) и умеренной плотностью (Я">Яг)> С увеличением продолжительности воздействия прочность материала снижается. Зависимость Я^!Я>я отношения пороговых плотностей поглощенного потока при импульсном и непрерывном излучениях от

V Ьх!та представлена на рис. 9-25. В табл.

9-6 и 9-7 приведены значения qx н и пороговой энергии разрушения Q*=<7*Hти для различных материалов при различных длительностях импульса излучения [7].

Пороговая плотность потока определяет начало процесса разрушения испарением. Однако эффективное разрушение соответствует большему значению плотности q%> при

котором вся поглощенная энергия расходуется на испарение.

Величина обычно превышает qx в 2— 3 раза.

Плавление осуществляется после подведения к материалу, энергии, равной теплоте плавления фпл.

Рис. 9-26. Зависимость удельного выноса массы материала от плотности падающей энергии для различных моделей разрушения.

I — плавление; 2 — испарение.

Процесс разрушения характеризуется значением удельного выноса массы г}у.в, определяемым отношением массы удаленного вещества к энергии излучения. Значение г}у.в существенно зависит от плотности падающей энергии.

Характерные качественные зависимости г}у.в от подводимой энергии Q0 для случаев разрушения плавлением и испарением изображены на рис. 9-26.

Можно выделить три основные области. При плотности энергии Qo<QinjI происходит разогрев материала. Когда Q*!^<Qo< <Q2rni> наблюдается резкое увеличение удельного выноса массы. Максимальное значение т]у.в соответствует juiothocth энергии, равной <?2ПЛ « Luл ]/бт, где 1пл — удельная теплота плавления. При удельный вынос максимален и не зависит от Qo. Характер изменения т]у.в при испарении материала представлен кривой 2; имеется максимальное значение удельного выноса (г} = р/£0). При Qo>Q3 удельный вынос уменьшается (вследствие увеличения

щ Таблица 9-7

Плотность энергии Q, Дж/см2, необходимая для начала разрушения некоторых материалов при действии на них прямоугольных световых импульсов различной длительности ти

т

Материал

И

Ag

А1

Аи

Cd*

Сг

Си

Ge*

Fe

Mg

Mo* |

Ni

Si*

W*

Сталь

Феррит

100 не 100 мкс 1 мс

64 2* 103 6,4.10»

24 , 760 2,4-10»

35

1,1-10»

3,5-10*

0,3

9,2

29

2,2

70

220

26

820

2,6-10»

0,8

24,4

77

3

95

300

9,7

310

970

2,5

80

250

5,7

180

570

0,8

25

80

3,4

110

340

3

95

300

5

13

40

Примечание, Звездочкой отмечены материалы, для которых величина QJ рассчитана по поглощенному потоку.