Взаимодействие лазерного излучения с веществом, Часть 2, Поляков Д.С., Шамова А.А., Шандыбина Г.Д., 2023

Взаимодействие лазерного излучения с веществом, Часть 2, Поляков Д.С., Шамова А.А., Шандыбина Г.Д., 2023.

   В пособии рассмотрены различные физико-химические процессы, инициированные лазерным нагревом: окисление, формирование термомеханических напряжений и соответствующие процессы разрушения, плавление, испарение. Также дается представление об особенностях воздействия лазерных импульсов сверхкороткой (пико- и фемтосекундной) длительности на материалы. Учебное пособие будет полезно бакалаврам, магистрантам и инженерам технических профессий.




Экзотермические эффекты при лазерном нагреве окисляющихся металлов.
Реакция окисления металлов является экзотермической (т.е. идущей с выделением тепла), однако обнаружение экзотермических эффектов при импульсном облучении массивных образцов затруднено. Количественный анализ показывает, что при лазерном нагреве массивных металлических образцов в типичных режимах дополнительный тепловой поток от химической реакции оказывается намного меньше плотности мощности лазерного излучения. После окончания действия импульса объемный образец быстро остывает за счет теплоотвода в глубину, и химическая реакция быстро прекращается.

Наблюдать экзотермические эффекты при лазерном нагреве можно при облучении тонких металлических пластин после окончания действия импульса. В отличие от случая массивных образцов тонкая пластина (тонкая в данном случае означает, что за время лазерного импульса она успевает равномерно прогреваться по толщине) после окончания воздействия будет остывать медленно, и дополнительный нагрев за счет экзотермичности реакции может вызывать «аномалии» в тепловом последействии импульса.

ОГЛАВЛЕНИЕ.
Введение.
Глава 1. Термохимическое действие лазерного излучения.
1.1 Общая характеристика химического действия лазерного излучения.
1.2 Лазерное окисление металлов на воздухе.
1.3 Анализ лазерного нагрева окисляющихся металлов в условиях изменения поглощательной способности. Случай сильно поглощающего окисла.
1.4 Анализ лазерного нагрева окисляющихся металлов в условиях изменения поглощательной способности. Случай прозрачного окисла.
1.5 Экзотермические эффекты при лазерном нагреве окисляющихся металлов.
1.6 Химические механизмы разрушения поверхности.
1.7 Контрольные вопросы к Главе 1.
Глава 2. Термомеханическое действие лазерного излучения.
2.1 Причины возникновения механических напряжений при лазерном нагреве.
2.2 Напряженное состояние материала при лазерном воздействии.
2.3 Лазерное термораскалывание.
2.4 Разрушение остаточными напряжениями.
2.5 Экспериментальные методы исследования термоупругих деформаций, инициированных лазерным нагревом.
2.6 Контрольные вопросы к Главе 2.
Глава 3. Фазовые переходы в твердом состоянии и плавление при лазерном нагреве.
3.1 Особенности фазовых переходов в твердом состоянии при лазерном нагреве.
3.2 Особенности фазовых переходов в железоуглеродистых сплавах при лазерном нагреве.
3.3 Оценки глубины закаленного слоя при импульсном лазерном нагреве.
3.4 Плавление материалов в квазистационарных условиях при однородном нагреве.
3.5 Плавление при неоднородном нагреве. Задача Стефана.
3.6 Некоторые экспериментальные результаты исследования температурной динамики при лазерном плавлении.
3.7 Модели плавления. Вакансионная модель плавления.
3.8 Роль гидродинамических процессов в расплаве в процессах микроструктурирования поверхности материалов при лазерном облучении.
3.9 Контрольные вопросы к Главе 3.
Глава 4. Поляритонный механизм формирования поверхностных периодических структур при лазерном облучении.
4.1 Экспериментальные результаты по лазерному формированию упорядоченных поверхностных микроструктур.
4.2 Общая характеристика поверхностных электромагнитных волн оптического диапазона.
4.3 Дисперсионные соотношения и условия существования ПЭВ.
4.4 ПЭВ на границе раздела металла и воздуха.
4.5 Методы возбуждения ПЭВ оптического диапазона.
4.6 Поляритонный механизм формирования поверхностных периодических структур при лазерном воздействии.
4.7 Тепловые процессы, приводящие к формированию поверхностных периодических структур.
4.8 Экспериментальные методы исследования процессов формирования поверхностных периодических структур.
4.9 Контрольные вопросы к Главе 4.
Глава 5. Испарительные механизмы лазерного разрушения.
5.1 Общая характеристика испарительных механизмов лазерного разрушения….
5.2 Кинетика испарения плоской поверхности.
5.3 Обратная конденсация атомов при лазерном испарении.
5.4 Задача о лазерном нагреве с испарением.
5.5 Экранировка падающего излучения продуктами абляции.
5.6 Экспериментальное исследование перехода от нормального испарения к фазовому взрыву.
5.7 Вынос расплава под действием давления отдачи паров.
5.8 Лазерная абляция под слоем жидкости.
5.9 Простая экспериментальная методика определения порога абляции и радиуса гауссова пучка.
5.10 Контрольные вопросы к Главе 5.
Глава 6. Взаимодействие импульсов сверхкороткой длительности с конденсированными средами.
6.1 Общая характеристика взаимодействия импульсов сверхкороткой длительности с металлами.
6.2 Двухтемпературная модель при сверхкоротком лазерном воздействии на металлы.
6.3 Применение методов молекулярной динамики для моделирования сверхбыстрого лазерного воздействия на металлы.
6.4 Анализ процессов плавления металлов при воздействии сверхкоротких лазерных импульсов методами молекулярной динамики.
6.5 Анализ процессов абляции металлов при воздействии сверхкоротких лазерных импульсов методами молекулярной динамики.
6.6 Особенности взаимодействия лазерных импульсов сверхкороткой длительности с полупроводниками и диэлектриками. Объемная модификация прозрачных материалов.
6.7 Экспериментальные методы исследования динамики инициированных воздействием сверхкороткого лазерного импульса процессов.
6.8 Контрольные вопросы к Главе 6.
Список рекомендуемой литературы.
Приложение 1. Асимптотическая оценка интегралов вида f(t)eλg(t)dt.
Приложение 2. Вывод дисперсионных соотношений ПЭВ.
Приложение 3. Некоторые сведения из термодинамики.
Приложение 4. Условия равновесия фаз.
Приложение 5. Формула Клапейрона-Клаузиуса.
Приложение 6. Одномерное уравнение теплопроводности в подвижных координатах.



Бесплатно скачать электронную книгу в удобном формате, смотреть и читать:
Скачать книгу Взаимодействие лазерного излучения с веществом, Часть 2, Поляков Д.С., Шамова А.А., Шандыбина Г.Д., 2023 - fileskachat.com, быстрое и бесплатное скачивание.

Скачать pdf
Ниже можно купить эту книгу по лучшей цене со скидкой с доставкой по всей России.Купить эту книгу


Скачать - pdf - Яндекс.Диск.




Теги: учебник по физике :: физика :: Поляков :: Шамова :: Шандыбина :: лазер :: лазерное излучение