ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Квазистационарная форма поверхности сублимации при воздействии на полупространство сосредоточенным источником теша и скорость ее перемещения из "Теория кристализации в больших объемах" Так как существует метод, позволяющий найти закон перемещения поверхности сублимации при любых начальных распределениях температуры (см. 1), можно рассмотреть вопрос о необходимом виде функции Т(а , ty) для обеспечения заданного v(t). Однако на этом вопросе мы не будем здесь останавливаться. [c.161] Значение коэффициента 5 для алюминия и меди равно 0,0175 + + 0,0005 (при изменении плотности потока поглощенной энергии в диапазоне 10 — 10 вт/см ). [c.163] Таким образом, характерные периоды нестационарности процесса связаны с плотностью потока поглощенной энергии, теплофизическими свойствами материала и принятым значением величины т. [c.164] В табл. 8 приведены значения коэффициентов К для алюминия в зависимости от принятого значения т. Величина Кт усреднялась в диапазоне значений д от 10 до 10 вт,1см . [c.165] Приведенные оценки показывают, что время, необходимое для установления квазистационарного режима сублимации, может быть одного порядка с длительностью импульса теплового излучения. Следовательно, во многих случаях технологического применения лазеров имеет место нестационарный процесс сублимации. [c.165] До сих пор речь шла об одномерных задачах, при решении которых не возникал вопрос об определении формы поверхности сублимации. В действительности же под действием луча лазера в твердом теле образуется лунка установление формы этой лунки является одной из задач теории. Решение задачи в последнем случае весьма усложняется. Однако только с позиции более общей теории можно выяснить условия применимости принятых выше упрощений истинного положения вещей. [c.165] Рассмотрим форму лунки при квазистационарных температурных условиях, воспользовавшись методами решения задач теории теплопроводности для областей с перемещающейся искривленной границей, описанными в 7 [164]. [c.166] Приведенные соотношения качественно соответствуют экспериментальным данным для алюминия [143]. [c.166] Здесь По — нормаль к поверхности лунки в ее вершине. [c.167] Температуру поверхности сублимации и скорость ее перемещения следует найти из условий (16.6) и (16.9). [c.167] Подстановка (16.14) в (16.6) дает выражение (16.13). [c.168] График функции [/(Р)Г показан на рис. 51. [c.168] Таким образом, температура поверхности сублимации, скорость ее перемещения и величина ро связаны друг с другом соотношениями (16.9) и (16.17). [c.168] Квазистационарное состояние характеризуется тремя постоянными величинами Тд, vn рд. Время, необходимое для достижения каждой из этих величин значения, которое в дальнейшем не меняется, вообще говоря, различно. При р = vpjla 1 имеем /(р) ж 1, и решение задачи полностью совпадает с получающимся в ее одномерном варианте. [c.168] что действительное значение Ро не должно существенно отличаться от радиуса пятна, создаваемого падающим пучком. [c.168] Подставив в формулу (16.19) Я = 0,32 мм, к = 0,71 мм, что соответствует микрофотографии продольного разреза лунки в А12О3 [142], получим Ро = 0,07 мм. Радиус пятна, обусловленного излучением лазера, был равен в этом слзгчае 0,06 мм. [c.169] Теплофизические постоянные брались из [144] Ро = 0,05 мм. [c.169] Расчеты параметров процесса развития лунки для алюминия (табл. 9) показывают, что по сравнению с одномерной трехмерная модель дает меньшие значения температуры и скорости перемещения поверхности сублимации при этом для скорости отличие более существенно, чем для температуры. Причина уменьшения Тд в. V заключается в том, что через поверхность параболоида в твердый материал уходит больше тепла, чем через плоскую поверхность сублимации. При увеличении плотности потока энергии и сохранении Ро = onst все большая часть поступающей энергии идет на сублимацию, а доля потерь за счет теплопроводности уменьшается. Поэтому, если q велико, то одномерная и трехмерная модели приводят к близким результатам. [c.170] Для неметаллических материалов условие (16.21) обычно выполняется, но в случае металлов при не слишком больших плотностях потока и радиуса пятна излучения одномерная модель не отражает истинного положения вещей. [c.170] Вернуться к основной статье