連續(xù)激光與30CrMnSiA鋼等典型金屬材料相互作用機(jī)理.pdf

1、激光與材料相互作用機(jī)理研究是激光應(yīng)用的基礎(chǔ)，也是伴隨激光技術(shù)發(fā)展起來的一門新興的學(xué)科，涉及材料、力學(xué)、化學(xué)和物理等多學(xué)科前沿交叉。通過實(shí)驗(yàn)測(cè)量反射率，研究激光輻照過程中激光吸收系數(shù)的變化，是開展激光與材料耦合效率研究并揭示其耦合規(guī)律與機(jī)理的重要手段之一。
　　本文在使用積分球測(cè)量激光與材料耦合效率過程中，發(fā)現(xiàn)金屬材料被激光加熱后，其熱輻射發(fā)光對(duì)積分球的測(cè)量探測(cè)器存在明顯的影響，從而使測(cè)量結(jié)果中引入了較大的誤差，這一現(xiàn)象普遍存在于以

2、往的測(cè)試工作中。通過對(duì)積分球測(cè)量的原理的深入分析，提出了消除金屬材料熱輻射發(fā)光對(duì)探測(cè)器干擾的方法，使測(cè)量精度得到較大提高。同時(shí)本文對(duì)積分球測(cè)量過程中可能產(chǎn)生誤差的環(huán)節(jié)，也開展了較深入的分析，這一工作對(duì)于獲取真實(shí)、可靠的激光與材料的耦合效率數(shù)據(jù)、提高測(cè)量精度是有指導(dǎo)意義的。
　　基于上面改進(jìn)的較高測(cè)量精度的激光與材料耦合效率測(cè)量方法，開展了～kW/cm2量級(jí)的1.06μm連續(xù)激光與30CrMnSiA鋼的耦合效率的實(shí)驗(yàn)研究，通過改變激

3、光輻照強(qiáng)度、激光輻照方式，和對(duì)反射率曲線上發(fā)生變化位置采用凍結(jié)方法研究材料組分變化等手段，對(duì)激光輻照下材料耦合效率的變化機(jī)理予以了較好的揭示和闡述。在此工作基礎(chǔ)上還開展了激光與Ly12鋁材料的耦合規(guī)律研究，提供了較可靠的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。
　　本文同時(shí)提出了溫度場(chǎng)的反演方法，可以根據(jù)后表面的溫度歷史反推樣品前表面在激光輻照下吸收系數(shù)發(fā)生變化的過程。這種方法彌補(bǔ)了實(shí)驗(yàn)只能給出光斑區(qū)平均吸收系數(shù)變化的不足，對(duì)后繼高精度開展激光與材料耦合規(guī)律研