Лазерная и электроннолучевая обработка материалов
Внимание! эта страница распознана автоматически, поэтому мы не гарантируем, что она не содержит ошибок. Для того, чтобы увидеть оригинал, Вам необходимо
Если Вы являетесь автором данной книги и её распространение ущемляет Ваши авторские права или если Вы хотите внести изменения в данный документ или опубликовать новую книгу свяжитесь с нами по по .
Страницы: 1 2 3... 74 75 76 77 78 79 80... 494 495 496
|
|
|
|
достижения определенной температуры в заданных точках тела и другими параметрами процесса, оказывается различным в зависимости от свойств вещества, условий обработки и вида энергетического воздействия. Важны особенности охлаждения тела, т. е. полный термический цикл — изменение температуры тела со временем. Определение основных характеристик температурного поля в веществе в процессе нагрева и охлаждения позволяет прогнозировать состав вещества после обработки, его фазовое и структурное состояние. Систематическое изучение тепловых явлений, развивающихся в изделиях при воздействии ЛИ и ЭЛ, позволяет определить наиболее эффективные технологические процессы, сформулировать основные требования к энергетическим характеристикам ЛИ и ЭЛ, определить оптимальные режимы воздействия. 3.1. Источники теплоты при действии КПЭ на материалы При воздействии КПЭ на поверхность тел часть потока энергии частично отражается от поверхности, а остальная часть поглощается в тонком поверхностном слое вещества, вызывая его нагрев, последующие плавление и испарение в зависимости от условий обработки. На поверхности тела или внутри него начиная с некоторого момента времени действует источник теплоты, определенным образом распределенный в отдельных точках тела и во времени. Для выяснения, начиная с какого момента времени и при каких условиях можно использовать понятие "источник теплоты" для описания изменения температуры тела под действием ЛИ и ЭЛ, рассмотрим процесс релаксации [10, 32]. Релаксация введенной в тонкий поверхностный слой металла энергии изучена, например, авторами работ [10, 15]. Кратко остановимся иа процессе передачи энергии ЛИ твердому телу. Энергия поглощенных световых квантов передается электронному газу в результате тройных столкновений электрона, фотона и, например, дефекта решетки, что, как показывают расчеты, необходимо для выполнения закона сохранения импульса. В результате столкновения частиц температура электронного газа в металле растет, при этом в течение определенного времени температура решетки остается практически неизменной из-за большой разницы масс электрона и иона. Оценки показывают, что выравнивание температуры газа электронов происходит за время около 10~хз—10~ы с, намного меньшее времени передачи энергии от электронов к ионам. Передача энергии от электронов к ионам соответствует электронно-фононным взаимодействиям, приводящим к выравниванию температур электронного газа и решетки. Этот процесс происходит за время около 10"11 с, так что понятие источника теплоты для металлов справедливо начиная со времени, большего Ю-8—10~10 с. Если импульс ЛИ имеет треугольную форму, то максимальная разность температур электронного газа и решетки может быть рассчитана по формуле [10] (Те — ГОшя = М"(3.1) где Те — температура электронного газа; Г/ — температура решетки; Я — плотность потока; а — коэффициент теплообмена между электронами и решеткой; а — коэффициент температуропроводности электронного газа; т — длительность светового импульса. При я = 10е Вт/см2, т = 1 мс (Те — — Т0тах 1К; при я = 10" Вт/сма, т = 10-е с (Те _ Гг)шаХ ~ 2000 К (в обоих случаях а = 6-109 Вт-см3-К"1 [3], а я* 1 см2/с). Таким образом, если плотность потока велика, а рассматриваемое время мало, то разность температур между электронами и решеткой отказывается слишком большой, чтобы ею можно было пренебречь. Обычно в процессах обработки материалов ЛИ и ЭЛ продолжительность импульсов т заметно превосходит Ю-8 с, а плотность потока, как правило, меньше 10е Вт/см2, поэтому введение понятия "источник теплоты" является в большинстве случаев вполне корректным.
Карта
|
|
|
|
|
|
|
|
Страницы: 1 2 3... 74 75 76 77 78 79 80... 494 495 496
Внимание! эта страница распознана автоматически, поэтому мы не гарантируем, что она не содержит ошибок. Для того, чтобы увидеть оригинал, Вам необходимо скачать книгу |
