Nature.com نى زىيارەت قىلغىنىڭىزغا رەھمەت. سىز ئىشلىتىۋاتقان توركۆرگۈچ نۇسخىسىنىڭ CSS نى چەكلىك قوللىشى بار. ئەڭ ياخشى تەجرىبە ئۈچۈن ، يېڭىلانغان توركۆرگۈچنى ئىشلىتىشىڭىزنى تەۋسىيە قىلىمىز (ياكى Internet Explorer دىكى ماسلىشىش ھالىتىنى ئېتىۋېتىڭ). بۇ جەرياندا ، داۋاملىق قوللاشقا كاپالەتلىك قىلىش ئۈچۈن ، ئۇسلۇب ۋە JavaScript بولمىغان تور بېكەتنى كۆرسىتىمىز.
تاللاش جەريانىدىكى مەھسۇلاتلارنىڭ مىكرو قۇرۇلمىسىنى كونترول قىلىش ئۈچۈن تاللانغان لازېر ئېرىتىشنى ئاساس قىلغان يېڭى مېخانىزم ئوتتۇرىغا قويۇلدى. بۇ مېخانىزم مۇرەككەپ كۈچلۈكلۈكتىكى مودېللىق لازېر نۇر ئارقىلىق ئېرىتىلگەن كۆلچەكتە يۇقىرى سىجىللىقتىكى ئۇلترا ئاۋاز دولقۇنى دولقۇنىنى ھاسىل قىلىشقا تايىنىدۇ. تەجرىبە تەتقىقاتى ۋە سانلىق تەقلىدلەر بۇ كونترول مېخانىزىمىنىڭ تېخنىكىلىق مۇمكىنلىكىنى ۋە زامانىۋى تاللانغان لازېر ئېرىتىش ماشىنىسىنىڭ لايىھىسىگە ئۈنۈملۈك بىرلەشتۈرۈلگەنلىكىنى كۆرسىتىپ بېرىدۇ.
يېقىنقى نەچچە ئون يىلدا مۇرەككەپ شەكىللىك زاپچاسلارنىڭ خۇرۇچ ياساش (AM) كۆرۈنەرلىك ئاشتى. قانداقلا بولمىسۇن ، تاللاشچان لازېر ئېرىتىش (SLM) 1,2،3 ، بىۋاسىتە لازېرلىق مېتال چۆكۈش 4،5،6 ، ئېلېكترون لىم ئېرىتىش 7،8 ۋە باشقىلار 9،10 نى ئۆز ئىچىگە ئالغان خۇرۇچ ياساش جەريانلىرىنىڭ كۆپ خىل بولۇشىغا قارىماي ، زاپچاسلار كەمتۈك بولۇشى مۇمكىن. ماددىنىڭ قايتا ئېلىنىشى ، بۇ يەرنىڭ ئاشلىقنىڭ ئۆسۈشىنى ۋە كۆرۈنەرلىك جاراھەتنى كەلتۈرۈپ چىقىرىدۇ. 12،13 ئىسسىقلىق تەڭپۇڭلۇقى ، سوۋۇتۇش نىسبىتى ۋە قېتىشما تەركىبلەرنى كونترول قىلىش ياكى ئۇلترا ئاۋاز دولقۇنى قاتارلىق ھەر خىل خۇسۇسىيەتتىكى تاشقى ئېتىزلار ئارقىلىق قوشۇمچە تەڭپۇڭلۇق دان قۇرۇلمىسىنى قولغا كەلتۈرۈش كېرەكلىكىنى كۆرسەتتى.
نۇرغۇنلىغان نەشىر بويۇملىرى تەۋرىنىشنى داۋالاشنىڭ ئەنئەنىۋى قۇيۇش جەريانىدىكى مۇستەھكەملەش جەريانىغا كۆرسىتىدىغان تەسىرىگە كۆڭۈل بۆلىدۇ .145. قانداقلا بولمىسۇن ، سىرتقى ئېتىزنى كۆپ مىقداردا ئېرىتىش كۆزلىگەن ماتېرىيال مىكرو قۇرۇلمىنى ھاسىل قىلالمايدۇ. ئەگەر سۇيۇقلۇق باسقۇچىنىڭ ھەجىمى كىچىك بولسا ، ۋەزىيەتتە زور ئۆزگىرىش بولىدۇ. بۇ ئەھۋالدا ، سىرتقى مەيدان قاتتىقلىشىش جەريانىغا كۆرۈنەرلىك تەسىر كۆرسىتىدۇ. تەۋرىنىش 29 ، تومۇر سوقۇلغان پلازما ئەگمىسى دەۋرىدىكى ئېلېكتر ماگنىت ئۈنۈمى 30،31 ۋە باشقا ئۇسۇللار 32 دەپ قارالدى. سىرتقى يۇقىرى كۈچلۈك ئۇلترا ئاۋاز دولقۇنى مەنبەسى (20 kHz) ئارقىلىق ئاستىرتاشقا باغلاڭ.
بۇ ئەسەردە ، بىز ئېرىتىلگەن لازېرنىڭ ئۆزى ھاسىل قىلغان ئاۋاز دولقۇنى بىلەن ئېرىتىلگەن كۆلچەكنى سونىكلاش ئارقىلىق ئاۋستېنتىك داتلاشماس پولاتنىڭ دان قۇرۇلمىسىنى ئۆزگەرتىش مۇمكىنچىلىكىنى تەكشۈردۇق. يۈزلىرى كۈچلۈكلۈكتە مودېللانغان لازېر رادىئاتسىيەسىنىڭ تەسىرىگە ئۇچرىغان تەخسىلەر .شۇڭا ، تېخنىكىلىق جەھەتتىن ، لازېر يۈزىنى بىر تەرەپ قىلىش ئېلىپ بېرىلىدۇ. قانداقلا بولمىسۇن ، ئەگەر بۇ خىل لازېرلىق داۋالاش ھەر بىر قەۋەت يۈزىدە ، قاتلاممۇ-قاتلام قۇرۇش جەريانىدا ، پۈتكۈل ھەجىمگە ياكى ئاۋازنىڭ تاللانغان قىسمىغا تەسىر كۆرسىتىدۇ. باشقىچە قىلىپ ئېيتقاندا ، ئەگەر بۇ بۆلەك قاتلاممۇ-قاتلام قۇرۇلسا ، ھەر بىر قەۋەتنىڭ لازېر يۈزىنى بىر تەرەپ قىلىش بىلەن باراۋەر.
ئۇلترا ئاۋاز دولقۇنىدىكى مۈڭگۈزنى ئاساس قىلغان ئۇلترا ئاۋاز دولقۇنىدا داۋالاشتا ، تۇراقلىق ئاۋاز دولقۇنىنىڭ ئۇلترا ئاۋاز دولقۇنىدىكى ئېنىرگىيىسى پۈتۈن زاپچاسلارغا تارقالغان بولسا ، لازېر نۇرلۇق ئۇلترا ئاۋاز دولقۇنىنىڭ كۈچلۈكلۈكى لازېر رادىئاتسىيىسى سۈمۈرۈلگەن نۇقتىغا يېقىنلىشىدۇ. نۆلگە يېقىن ۋە زەررىچە تېزلىكى بۆلەكنىڭ پۈتكۈل ئۈستۈنكى يۈزىدە ئەڭ چوڭ ئامپلتۇدىغا ئىگە. پۈتكۈل ئېرىتىلگەن كۆلچەك ئىچىدىكى ئاۋاز بېسىمى كەپشەرلەش بېشى كەلتۈرۈپ چىقارغان ئەڭ چوڭ بېسىمنىڭ% 0.1 دىن ئېشىپ كېتەلمەيدۇ ، چۈنكى داتلاشماس پولاتنىڭ چاستوتىسى 20 kHz بولغان ئۇلترا ئاۋاز دولقۇنىنىڭ دولقۇن ئۇزۇنلۇقى \ (\ sim 0.3 ~ \ تېكىست {m} \) دىن تۆۋەن بولىدۇ. كاۋاك ئۈستىدە كىچىك بولۇشى مۇمكىن.
كۆرسىتىپ ئۆتۈشكە تېگىشلىكى شۇكى ، بىۋاسىتە لازېرلىق مېتال چۆكۈشتە كۈچلۈكلۈك مودۇللانغان لازېر رادىئاتسىيەسىنى ئىشلىتىش ئاكتىپ تەتقىقات رايونى 35،36،37،38.
لازېر رادىئاتسىيىسى ھادىسىسىنىڭ ئىسسىقلىق تەسىرى 39 ، 40 ماتېرىياللارنىڭ ھەممىسىنى دېگۈدەك ئاساس قىلىدۇ ، مەسىلەن 41 كېسىش ، كەپشەرلەش ، قاتتىقلاشتۇرۇش ، بۇرغىلاش 42 ، يەر يۈزىنى تازىلاش ، يەر يۈزىنى قېتىشتۇرۇش ، يەر يۈزىنى سىلىقلاش 43 قاتارلىقلار.
كۆرسىتىپ ئۆتۈشكە تېگىشلىكى شۇكى ، سۈمۈرگۈچ ۋاستىگە لازېرلىق ھەرىكەتنى ئۆز ئىچىگە ئالغان ۋاستىدىكى ھەر قانداق تۇراقسىز ھەرىكەت ئۇنىڭدا ئازدۇر-كۆپتۇر ئۈنۈمدىكى ئاۋاز دولقۇنىنىڭ غىدىقلىشىنى كەلتۈرۈپ چىقىرىدۇ. دەسلەپكى قەدەمدە ، ئاساسلىق مۇھىم نۇقتا سۇيۇقلۇقتىكى دولقۇننىڭ لازېرلىق غىدىقلىنىشى ۋە ئاۋازنىڭ ھەر خىل ئىسسىقلىق قوزغىتىش مېخانىزىمى (ئىسسىقلىق كېڭىيىش ، پارغا ئايلىنىش ، فازا ئۆتكۈنچى جەريانىدىكى ئاۋاز ئۆزگىرىشى ، تارىيىش قاتارلىقلار) ، 47 ، 48 ، 450. قوللىنىشچان پروگراممىلار.
بۇ مەسىلىلەر كەينى-كەينىدىن ھەر خىل يىغىنلاردا مۇزاكىرە قىلىندى ، ئۇلترا ئاۋاز دولقۇنىنىڭ لازېرلىق ھاياجانلىنىشى لازېر تېخنىكىسىنىڭ سانائەتتە قوللىنىلىشى 53 ۋە تىبابەت 54. شۇڭلاشقا ، ئۇ سۈمۈرۈلگەن ۋاسىتە ئارقىلىق تومۇر سوقۇلغان لازېر نۇرى ئارقىلىق ھەرىكەتلىنىشنىڭ ئاساسىي ئۇقۇمى ئورنىتىلدى دەپ قاراشقا بولىدۇ.
لازېر ھاسىل قىلغان زەربە دولقۇنىنىڭ ماتېرىياللارغا بولغان تەسىرى لازېر سوقۇلۇشنىڭ 57،58،59 ئاساسى بولۇپ ، ئۇ خۇرۇچتىن ياسالغان زاپچاسلارنى يەر يۈزىنى بىر تەرەپ قىلىشقىمۇ ئىشلىتىلىدۇ. 60 قانداقلا بولمىسۇن ، لازېر سوقۇلۇشنى كۈچەيتىش نانو سېكۇنت لازېر تومۇرى ۋە مېخانىكىلىق قاچىلانغان يۈزلەرگە (مەسىلەن ، بىر قەۋەت سۇيۇقلۇق بىلەن) 59 بولىدۇ ، چۈنكى مېخانىكىلىق قاچىلاش چوققا بېسىمنى ئاشۇرىدۇ.
تەجرىبە ئېلىپ بېرىلىپ ، ھەر خىل فىزىكىلىق مەيدانلارنىڭ قاتتىق ماتېرىياللارنىڭ مىكرو قۇرۇلمىسىغا كۆرسىتىدىغان تەسىرى تەكشۈرۈلدى. تەجرىبە قۇرۇلمىسىنىڭ فۇنكسىيەلىك دىئاگراممىسى 1-رەسىمدە كۆرسىتىلدى: تومۇر سوقۇلغان Nd: YAG قاتتىق ھالەتتىكى لازېر ئەركىن ھەرىكەت ھالىتى (تومۇرنىڭ ئۇزۇنلۇقى \ (\ tau _L \ sim 150 ~ \ upmu \ text {s} \)). سۈزگۈچ ، نىشاندىكى تومۇر ئېنېرگىيىسى \ (E_L \ sim 20 ~ \ تېكىست {mJ} \) دىن \ (E_L \ sim 100 ~ \ تېكىست {mJ} \) دىن ئوخشىمايدۇ. توك سائىتى (قىسقا ئىنكاس قايتۇرۇش ۋاقتى \ {m} \) ، فوكۇس ئۇزۇنلۇقى \ (160 ~ \ تېكىست {mm} \)) ۋە نىشان يۈزىدىكى نۇر دەستىسى 60– \ (100 ~ \ upmu \ تېكىست {m} \).
تەجرىبە قۇرۇلمىسىنىڭ ئىقتىدار سىخېما دىئاگراممىسى: 1 - لازېر 2 - لازېر نۇرى 3 - نېيترال زىچلىق سۈزگۈچ 4 - ماس قەدەملىك فوتوئودى; 5 - نۇر دەستىسى 6 - دىئافراگما 7 - ھادىسە يورۇقلۇقىنىڭ ئىسسىقلىق مىقدارى 8 - ئەكس ئەتتۈرۈلگەن نۇرنىڭ ئىسسىقلىق مىقدارى 9 - ھادىسە نۇر دەستىسى 10 - ئەكس ئەتتۈرۈلگەن يورۇقلۇق قۇۋۋىتى; 11 - فوكۇس توغرىلاش ئەينىكى 12 - ئەينەك; 13 - ئەۋرىشكە; 14 - كەڭ بەلۋاغلىق ئېلېكتر ئېنېرگىيىسى ئۆتكۈزگۈچ. 15 - 2D ئايلاندۇرغۇچ; 16 - ئورۇن بەلگىلەش مىكرو كونتروللىغۇچ; 17 - ماس قەدەملىك ئورۇن 18 - كۆپ خىل ئەۋرىشكە ئېلىش نىسبىتى بار كۆپ يوللۇق رەقەملىك سېتىۋېلىش سىستېمىسى 19 - شەخسىي كومپيۇتېر.
ئۇلترا ئاۋاز دولقۇنىدا داۋالاش تۆۋەندىكىدەك ئېلىپ بېرىلىدۇ. لازېر ھەقسىز ھالەتتە مەشغۇلات قىلىدۇ. شۇڭلاشقا لازېر تومۇرىنىڭ داۋاملىشىش ۋاقتى \ (\ tau _L \ sim 150 ~ \ upmu \ text {s} \) بولۇپ ، ھەر بىرسى تەخمىنەن \ (1.5 ~ \ upmu \ text {s} \) نىڭ كۆپ خىل ۋاقتىدىن تەركىب تاپىدۇ. لازېر تومۇرنىڭ ۋاقىتلىق شەكلى ۋە چاستوتا سىپېكترى تۆۋەن چاستوتىلىق كونۋېرت ۋە يۇقىرى چاستوتىلىق مودۇلدىن تەركىب تاپقان بولۇپ ، ئوتتۇرىچە چاستوتا {(0.7 ~). ماتېرىيالنى قىزىتىش ۋە كېيىنكى ئېرىتىش ۋە پارغا ئايلىنىش ، يۇقىرى چاستوتىلىق زاپچاس بولسا فوتوئاكتىپلىق ئېففېكتى سەۋەبىدىن ئۇلترا ئاۋاز دولقۇنىدىكى تەۋرىنىش بىلەن تەمىنلەيدۇ. لازېر ھاسىل قىلغان ئۇلترا ئاۋاز دولقۇنىنىڭ دولقۇن شەكلى ئاساسلىقى لازېر تومۇرنىڭ كۈچلۈكلۈك دەرىجىسىنىڭ ۋاقىت شەكلى تەرىپىدىن بەلگىلىنىدۇ. ئۇ \ (7 ~ \ تېكىست {kHz} \) دىن \ (2 ~ \ تېكىست {MHz} \) غىچە ، مەركىزى چاستوتىسى \ (~ 0.7 ~ \ تېكىست {MHz} \). ھەقسىز ئىجرا قىلىنىدىغان ھالەتتىكى لازېر.
ئەۋرىشكىنىڭ ئارقا يۈزىدىكى لازېر تومۇرنىڭ كۈچلۈكلۈك دەرىجىسى (a) ۋە ئاۋاز تېزلىكى (b) نىڭ ۋاقىتلىق تارقىلىشى ، يەككە لازېر تومۇرنىڭ سپېكترى (كۆك ئەگرى سىزىق) ۋە ئۇلترا ئاۋاز دولقۇنى تومۇر (d) ئوتتۇرا ھېساب بىلەن 300 دىن ئارتۇق لازېر تومۇرى (قىزىل ئەگرى سىزىق).
بىز لازېرلىق تومۇرنىڭ تۆۋەن چاستوتىلىق كونۋېرت ۋە يۇقىرى چاستوتىلىق مودۇلغا ماس كېلىدىغان ئاكۇستىكىلىق داۋالاشنىڭ تۆۋەن چاستوتىلىق ۋە يۇقىرى چاستوتىلىق زاپچاسلىرىنى ئېنىق پەرقلەندۈرەلەيمىز. لازېر تومۇر كونۋېرتى ھاسىل قىلغان ئاكۇستىكىلىق دولقۇننىڭ دولقۇن ئۇزۇنلۇقى \ (40 ~ \ تېكىست {cm} \) دىن ئېشىپ كېتىدۇ. شۇڭلاشقا ، كەڭ بەلۋاغلىق يۇقىرى چاستوتىلىق زاپچاسلارنىڭ ئاكۇستىكىلىق سىگنالنىڭ مىكرو قۇرۇلمىغا بولغان تەسىرىدىن ئۈمىد بار.
SLM دىكى فىزىكىلىق جەريانلار مۇرەككەپ بولۇپ ، ئوخشىمىغان بوشلۇق ۋە ۋاقىتلىق تارازادا بىرلا ۋاقىتتا يۈز بېرىدۇ. شۇڭلاشقا ، كۆپ خىل ئۇسۇللار SLM نى نەزەرىيەۋى تەھلىل قىلىشقا ئەڭ ماس كېلىدۇ. ماتېماتىكىلىق مودېللار دەسلەپتە كۆپ فىزىكىلىق بولۇشى كېرەك. ئىنېرتسىيىلىك گاز ئاتموسفېراسى بىلەن ئۆز-ئارا تەسىر كۆرسىتىدىغان مېخانىك ۋە تېرموفىزىكا ئاندىن ئۈنۈملۈك تەسۋىرلىنىدۇ.
\ (10 ​​^ {13} ~ \ تېكىست {W} cm} ^ 2 \) غىچە بولغان يەرلىك لازېر نۇرلىنىش سەۋەبىدىن يەرلىك (لازېر نۇرلىنىش) سەۋەبىدىن \ (10 ​​^ 6 ~ \ تېكىست {K} / \ تېكىست {s} \) / \ تېكىست.
ئېرىتىش-مۇستەھكەملەش دەۋرى 1 دىن \ (10 ​​~ \ تېكىست {ms} \) ئارىلىقىدا داۋاملىشىدۇ ، بۇ سوۋۇتۇش جەريانىدا ئېرىتىش رايونىنىڭ تېز مۇستەھكەملىنىشىگە تۆھپە قوشىدۇ.
ئەۋرىشكە يۈزىنىڭ تېز قىزىتىلىشى يەر يۈزى قاتلىمىدا يۇقىرى تېرموئېلاستىك بېسىمنىڭ شەكىللىنىشىنى كەلتۈرۈپ چىقىرىدۇ. پاراشوك قەۋىتىنىڭ يېتەرلىك (% 20 گە يېتىدىغان) قىسمى كۈچلۈك پارغا ئايلىنىدۇ 63 ، بۇ لازېر تاھارەتكە قارىتا يەر يۈزىگە قوشۇمچە بېسىم يۈكىنى كەلتۈرۈپ چىقىرىدۇ. نەتىجىدە ، قوزغالغان بېسىم قىسمەن گېئومېتىرىيەگە تەسىر كۆرسىتىدۇ ، بولۇپمۇ ئۇلترا ئاۋاز دولقۇنىدىكى ئۇلترا ئاۋاز دولقۇنىنىڭ ئۇلترا ئاۋاز دولقۇنىدىكى ئۇلترا بىنەپشە نۇرنىڭ تارقىلىشىنى كەلتۈرۈپ چىقىرىدۇ. substrate. يەرلىك بېسىم ۋە بېسىمنىڭ تارقىلىشى توغرىسىدا توغرا مىقدار سانلىق مەلۇماتلىرىغا ئېرىشىش ئۈچۈن ، ئىسسىقلىق ۋە ئاممىۋى يۆتكىلىشكە بىرلەشتۈرۈلگەن ئېلاستىكىلىق ئۆزگىرىش مەسىلىسىنىڭ مېسكوسكوپ تەقلىد قىلىنىشى ئېلىپ بېرىلىدۇ.
مودېلنىڭ باشقۇرۇش تەڭلىمىسى تۆۋەندىكىلەرنى ئۆز ئىچىگە ئالىدۇ: (1) تۇراقلىق ئىسسىقلىق ئۆتكۈزۈش تەڭلىمىسى ، ئىسسىقلىق ئۆتكۈزۈشچانلىقى فازا ھالىتى (پاراشوك ، ئېرىتىش ، پولى كرىستاللىن) ۋە تېمپېراتۇرىغا باغلىق ، (2) ئۇدا تاھارەتتىن كېيىن ئېلاستىك ئۆزگىرىشنىڭ ئۆزگىرىشى ۋە تېرموئېلاستىك كېڭىيىش تەڭلىمىسى. چېگرا قىممەت مەسىلىسى تەجرىبە شارائىتى تەرىپىدىن بەلگىلىنىدۇ. پارغا ئايلىنىدىغان ماتېرىيالنىڭ تويۇنغان ھور بېسىمىنى ھېسابلاشنى ئاساس قىلىدۇ. ئېلاستوپلاستىك بېسىم-بېسىم مۇناسىۋىتى تېمپېراتۇرا پەرقى بىلەن تېمپېراتۇرا پەرقىگە ماس كېلىدىغان جايدا ئىشلىتىلىدۇ. نامدىكى قۇۋۋەت \ (300 ~ \ تېكىست {W} \) ، چاستوتا \
3-رەسىمدە ماكروسكوپلۇق ماتېماتىكىلىق مودېل ئارقىلىق ئېرىتىلگەن رايوننى رەقەملىك تەقلىد قىلىش نەتىجىسى كۆرسىتىلدى. بىرىكىش رايونىنىڭ دىئامېتىرى \ (200 ~ \ upmu \ text {m} \) (\ (100 ~ \ upmu \ text {m} \) رادىئوسى) ۋە \ (40 ~ \ upmu \ text {m} \) چوڭقۇرلۇقتا. تومۇرنى تەڭشەشنىڭ ئارىلاپ ئامىلى. قىزىتىش \ (V_h \) ۋە سوۋۇتۇش \ (V_c \) نىسبىتى ئايرىم-ئايرىم ھالدا \ (10 ​​^ 7 \) ۋە \ (10 ​​^ 6 ~ \ تېكىست {K} / \ تېكىست {s} \) تەرتىپىدە. بۇ قىممەتلەر بىزنىڭ ئالدىنقى تەھلىلىمىز بىلەن ماس كېلىدۇ. \ يەر ئاستى تېمپېراتۇرىسى ئىسسىقلىقنى چىقىرىۋېتىشكە يەتمەيدۇ .شۇڭا ، \ (t = 26 ~ \ upmu \ text {s} \) دە يەر يۈزىنىڭ تېمپېراتۇرىسى ئەڭ يۇقىرى چەككە يەتتى (4800 ~ \ تېكىست {K} \).
316L ئەۋرىشكە تاختىسىدىكى يەككە لازېرلىق تومۇرنىڭ ئۇلىنىشىنىڭ رەقەملىك تەقلىد نەتىجىسى. تومۇرنىڭ بېشىدىن ئېرىتىلگەن كۆلچەكنىڭ چوڭقۇرلۇقىغىچە بولغان ۋاقىت ئەڭ يۇقىرى قىممەتكە يېتىدۇ. (180 ~ \ upmu \ text {s} \). كېيىنكى بۆلەك .شۇڭا ، ئىككى ئىزولىن (ئىزوتېرم \ (T = T_L \) بىلەن ئىزوبار \ (\ sigma = \ sigma _V (T) \)) ئارىسىدىكى دائىرىدە ، قاتتىق باسقۇچ كۈچلۈك مېخانىكىلىق يۈكلەرگە ئۇچرايدۇ ، بۇ مىكرو قۇرۇلمىنىڭ ئۆزگىرىشىنى كەلتۈرۈپ چىقىرىشى مۇمكىن.
بۇ ئۈنۈم 4a رەسىمدە يەنىمۇ ئىلگىرىلىگەن ھالدا چۈشەندۈرۈلگەن ، بۇ يەردە ئېرىتىلگەن رايوندىكى بېسىم سەۋىيىسى ۋاقىت ۋە يەر يۈزى بىلەن بولغان ئارىلىقنىڭ فۇنكسىيەسى سۈپىتىدە پىلانلانغان. بىرىنچىدىن ، بېسىم ھەرىكىتى يۇقىرىدىكى 2-رەسىمدە تەسۋىرلەنگەن لازېر تومۇرنىڭ كۈچلۈكلۈكىنى تەڭشەش بىلەن مۇناسىۋەتلىك. ئەڭ يۇقىرى بېسىم \ تېكىست {s} \) تەخمىنەن \ \ (500 ~ \ تېكىست {kHz} \) چاستوتىسى بولۇش سۈپىتى بىلەن تەۋرىنىش ئالاھىدىلىكى.
ئېرىتىش رايونىغا يېقىن شەكىلدىكى ئۆزگىرىشچان رايوننىڭ ھېسابلانغان ئالاھىدىلىكى 4b رەسىمدە كۆرسىتىلدى. لازېر تاھارەت ۋە تېرموئېلاستىك بېسىم ئېلاستىكىلىق ئۆزگىرىش دولقۇنىنى ھاسىل قىلىپ ، بالا ھەمرىيىگە تارقىلىدۇ. رەسىمدىن كۆرۈۋېلىشقا بولىدۇكى ، بېسىم پەيدا قىلىشنىڭ ئىككى باسقۇچى بار. بېسىم. بۇ بېسىم لازېر تاھارەت سەۋەبىدىن پەيدا بولىدۇ ، دەسلەپكى ئىسسىقلىق تەسىرىگە ئۇچرىغان رايون بەك كىچىك بولغاچقا ، كونترول نۇقتىلىرىدا ھېچقانداق ئىسسىقلىق ئېنىرگىيىسى بېسىمى كۆرۈلمىدى. ئىسسىقلىق يەر ئاستىغا تارقىلىپ كەتكەندە ، كونترول نۇقتىسى يۇقىرى تېمپېراتۇرا بېسىمىنى پەيدا قىلىدۇ \ (40 ~ \ تېكىست {MPa} \).
ئېرىشىلگەن مودۇللاشتۇرۇلغان بېسىم سەۋىيىسى قاتتىق سۇيۇقلۇق كۆرۈنمە يۈزىگە كۆرۈنەرلىك تەسىر كۆرسىتىدۇ ھەمدە قاتتىقلاشتۇرۇش يولىنى باشقۇرىدىغان كونترول مېخانىزىمى بولۇشى مۇمكىن. ئۆزگىرىشچان رايوننىڭ چوڭ-كىچىكلىكى ئېرىتىش رايونىنىڭكىدىن 2 ~ 3 ھەسسە چوڭ بولىدۇ. 3-رەسىمدە كۆرسىتىلگەندەك ، ئېرىتىش ئىسسىقلىقى ئورنى ۋە بېسىم بېسىمىغا تەڭ كېلىدىغان بېسىم سەۋىيىسى سېلىشتۇرۇلىدۇ. {m} \) شۇ ۋاقىتتىكى ۋاقىتقا ئاساسەن.
شۇڭلاشقا ، تومۇر سوقۇلغان لازېر ئۇلاشنىڭ مۇرەككەپ ئۆزگىرىشى ئۇلترا ئاۋاز دولقۇنىنىڭ تەسىرىنى كەلتۈرۈپ چىقىرىدۇ. ئۇلترا ئاۋاز دولقۇنى قاچىلانمىغان SLM غا سېلىشتۇرغاندا ، مىكرو قۇرۇلمىنى تاللاش يولى ئوخشىمايدۇ. شەكىلسىز تۇراقسىز رايونلار دەۋرىيلىك پىرىسلاش ۋە قاتتىق باسقۇچتا سوزۇلۇشنى كەلتۈرۈپ چىقىرىدۇ .شۇڭا ، ئېرىشىلگەن مىكرو قۇرۇلمىلارنىڭ ھاسىل قىلىنىشى مۇمكىن. تومۇرنى تەڭشەش كەلتۈرۈپ چىقىرىدىغان ئۇلترا ئاۋاز دولقۇنى ئارقىلىق قوزغىتىلغان SLM ئەسلى تىپ. بۇ خىل ئەھۋالدا ، باشقا جايدا ئىشلىتىلگەن 26 ئېلېكتر ئېنېرگىيىلىك ئىندۇكتورنى چىقىرىۋېتىشكە بولىدۇ.
(a) بېسىم ۋاقىتنىڭ فۇنكىسىيەسى سۈپىتىدە ، يەر يۈزى 0 ، 20 ۋە \ (40 ~ \ upmu \ text {m} \) بىلەن بولغان ئارىلىقنى ھېسابلاپ ، سىممېترىك ئوقنى بويلاپ ھېسابلىنىدۇ.
AISI 321H داتلاشماس پولات تاختايدا تەجرىبە ئېلىپ بېرىلدى ، (\ 20 \ قېتىم 20 \ قېتىم 5 ~ \ تېكىست {mm} \). ھەر بىر لازېر تومۇرىدىن كېيىن ، تەخسە يۆتكىلىدۇ (50 ~ \ upmu \ text {m} \) ، نىشان يۈزىدىكى لازېر نۇرى بەل ئايلانمىسى تەخمىنەن ((100 ~ \ upmu \ تېكىست {m} \) بىلەن ئوخشاش. بارلىق ئەھۋاللاردا ، قايتا ياسالغان رايون لازېر رادىئاتسىيىسىنىڭ تەۋرىنىش تەركىبلىرىگە ئاساسەن تەقلىد قىلىنغان. بۇ ئوتتۇرىچە ئاشلىق كۆلىمىنىڭ 5 ھەسسىدىن كۆپرەك ئازىيىشىنى كەلتۈرۈپ چىقىرىدۇ. 5-رەسىمدە لازېر ئېرىتىلگەن رايوننىڭ مىكرو قۇرۇلمىسىنىڭ كېيىنكى قايتا ئايلىنىش دەۋرى (ئۆتكەل) سانى بىلەن قانداق ئۆزگىرىشى كۆرسىتىلدى.
تارماق زاپچاسلار (a, d, g, j) ۋە (b, e, h, k) - لازېر ئېرىتىلگەن رايونلارنىڭ مىكرو قۇرۇلمىسى ، تارماق زاپچاسلار (c, f, i, l) - رەڭلىك دانلارنىڭ رايون تەقسىملىنىشى. سايە گىستوگراممىنى ھېسابلاشتا ئىشلىتىلىدىغان زەررىچىلەرگە ۋەكىللىك قىلىدۇ. رەڭلەر ئاشلىق رايونلىرىغا ماس كېلىدۇ (گىستوگراممىنىڭ ئۈستىدىكى رەڭ بالدىقىنى كۆرۈڭ. قوشۇمچە زاپچاسلار (ac) داۋالانمىغان داتلاشماس پولاتقا ماس كېلىدۇ ، قوشۇمچە زاپچاسلار (df) ، (gi) ، (jl) 1 ، 3 ۋە 5 رېمونتقا ماس كېلىدۇ.
لازېر تومۇرى ئېنېرگىيىسى كېيىنكى ئۆتكەللەر ئارىسىدا ئۆزگەرمىگەچكە ، ئېرىتىلگەن رايوننىڭ چوڭقۇرلۇقى ئوخشاش بولىدۇ .شۇڭا ، كېيىنكى قانال ئالدىنقىسىنى پۈتۈنلەي «قاپلايدۇ». قانداقلا بولمىسۇن ، گىستوگراممىدا كۆرسىتىلىشچە ، ئوتتۇرىچە ۋە ئوتتۇراھال دان رايونى پاس سانىنىڭ ئېشىشىغا ئەگىشىپ ئازىيىدىكەن.
داننى پىششىقلاپ ئىشلەش ئېرىتىلگەن كۆلچەكنىڭ تېز سوۋۇشىدىن كېلىپ چىققان بولۇشى مۇمكىن. باشقا بىر يۈرۈش سىناقلار ئېلىپ بېرىلىپ ، داتلاشماس پولات تاختاينىڭ يۈزى (321H ۋە 316L) ئاتموسفېرادا ئۇدا دولقۇن لازېر رادىئاتسىيىسى (6-رەسىم) ۋە ۋاكۇئۇم (7-رەسىم) بىلەن ئۇچراشتى. تۈۋرۈك قۇرۇلمىسى كۆزىتىلدى.
ئۇدا دولقۇن لازېرنىڭ لازېر ئېرىتىلگەن رايونىنىڭ مىكرو قۇرۇلمىسى (300 W تۇراقلىق قۇۋۋەت ، 200 مىللىمېتىر / سىكانېرلاش سۈرئىتى ، AISI 321H داتلاشماس پولات).
.
شۇڭلاشقا ، لازېر تومۇرنىڭ كۈچلۈكلۈك دەرىجىسىنىڭ مۇرەككەپ ئۆزگىرىشىنىڭ ھاسىل بولغان مىكرو قۇرۇلمىغا كۆرۈنەرلىك تەسىر كۆرسىتىدىغانلىقى ئېنىق كۆرسىتىلدى. بىز بۇ ئۈنۈمنىڭ مېخانىكىلىق ئىكەنلىكى ۋە ئېرىتىلگەن نۇرنىڭ رادىئاتسىيە يۈزىدىن ئەۋرىشكە چوڭقۇرلاپ تارقىلىشى سەۋەبىدىن پەيدا بولىدىغان ئۇلترا ئاۋاز دولقۇنىدىكى تەۋرىنىشنىڭ پەيدا بولۇشىغا ئىشىنىمىز. ئوخشاش نەتىجىگە ئېرىشكىلى بولىدۇ. قېتىشما 26 ۋە داتلاشماس پولات 34 نىڭ نەتىجىسى. مۇمكىن بولغان مېخانىزم تۆۋەندىكىدەك پەرەز قىلىنىدۇ. ئۇلترا ئاۋاز دولقۇنى ئاۋاز دولقۇنىنى كەلتۈرۈپ چىقىرىدۇ ، خۇددى ئۇلترافاستىكى نەق مەيدان ماس قەدەملىك رېنتىگېن تەسۋىرىدە كۆرسىتىلگەندەك. كاۋاك كۆپۈكلىرىنىڭ يىمىرىلىشى ئۆز نۆۋىتىدە ئېرىتىلگەن ماتېرىيالدا تەۋرىنىش دولقۇنى پەيدا قىلىدۇ ، ئۇلارنىڭ كۈچلۈك بېسىمى كۈچلۈك يادرونىڭ كۈچلۈك زەربىسىگە يېتىشى مۇمكىن. كۆپ مىقداردىكى سۇيۇقلۇقلار ، قاتلاممۇ-قاتلام خۇرۇچ ئىشلەپچىقىرىشنىڭ تىپىك تۈۋرۈك دان قۇرۇلمىسىنى قالايمىقانلاشتۇرۇۋېتىدۇ.
بۇ يەردە ، بىز كۈچلۈك سونىك ئارقىلىق قۇرۇلمىنى ئۆزگەرتىشكە مەسئۇل باشقا بىر مېخانىزىمنى ئوتتۇرىغا قويدۇق. قاتتىقلاشتۇرۇلغاندىن كېيىنلا ماتېرىيال ئېرىتىش نۇقتىسىغا يېقىن يۇقىرى تېمپېراتۇرىدا بولۇپ ، مەھسۇلاتنىڭ بېسىمى ئىنتايىن تۆۋەن بولىدۇ. كۈچلۈك ئۇلترا ئاۋاز دولقۇنى دولقۇنى سۇلياۋ ئېقىمىنىڭ ئىسسىق ماتېرىيالنىڭ دان قۇرۇلمىسىنى ئۆزگەرتىشىنى كەلتۈرۈپ چىقىرىدۇ. قانداقلا بولمىسۇن ، مەھسۇلاتنىڭ بېسىمىنىڭ تېمپېراتۇرىغا تايىنىشچانلىقى توغرىسىدىكى ئىشەنچلىك تەجرىبە سانلىق مەلۇماتلىرى (T \ lesssim 1150 ~). بىز ئېرىتىش نۇقتىسىغا يېقىن ھوسۇل بېسىمى ھەرىكىتىنى باھالاش ئۈچۈن AISI 316 L پولاتقا ئوخشايدىغان Fe-Cr-Ni تەركىبىدىكى مولېكۇلا دىنامىك (MD) تەقلىد قىلدۇق. مەھسۇلاتنىڭ بېسىمىنى ھېسابلاش ئۈچۈن ، بىز 70 ، 71 ، 72 ، 73 دە تەپسىلىي بايان قىلىنغان MD قىرقىش بېسىمىنى بوشىتىش تېخنىكىسىنى قوللاندۇق. باشقا جايلاردا ئېلان قىلىنىدۇ. MD ھېسابلاش نەتىجىسىنىڭ تېمپېراتۇرا فۇنكسىيەسى سۈپىتىدە 8-رەسىمدە كۆرسىتىلگەن تەجرىبە سانلىق مەلۇماتلىرى ۋە باشقا باھالاشلار 77،78،79،80،81،82 كۆرسىتىلدى.
AISI دەرىجىسىنىڭ 316 دەرىجىدىكى ئاۋستېنېتىك داتلاشماس پولات ۋە مودېلنىڭ MD تەقلىدىي تېمپېراتۇرىسى بىلەن پايدا نىسبىتى. تەجرىبە ئۆلچەش ئۆلچىمى پايدىلىنىش ماتېرىيالىدىن: (a) 77 ، (b) 78 ، (c) 79 ، (d) 80 ، (e) 81. پايدىلىنىش.) \ (\ vartriangleleft \) كەمتۈكسىز چەكسىز يەككە خرۇستال ۋە \ (\ vartriangleright \) زال-پېتچ مۇناسىۋىتى ئۆلچىمى ئارقىلىق ئوتتۇرىچە داننىڭ چوڭ-كىچىكلىكىنى نەزەرگە ئېلىپ ، ((d = 50 ~ \ upmu \ تېكىست {m} \).
بۇنىڭدىن كۆرۈۋېلىشقا بولىدۇكى ، \ (T> 1500 ~ \ تېكىست {K} \) ھوسۇل بېسىمى \ (40 ~ \ تېكىست {MPa} \) دىن تۆۋەنلەيدۇ. يەنە بىر تەرەپتىن ، لازېر ھاسىل قىلغان ئۇلترا ئاۋاز دولقۇنىنىڭ ئامپلتۇدىيىسى \ (40 ~ \ تېكىست {MPa} \) دىن ئېشىپ كېتىدۇ (4b رەسىمگە قاراڭ) ، بۇ ئىسسىق ماتېرىيالنىڭ سۇلياۋ ئېقىشىنى قوزغاشقا يېتىدۇ.
SLM دەۋرىدە 12Cr18Ni10Ti (AISI 321H) ئاۋستېنتىك داتلاشماس پولاتنىڭ مىكرو قۇرۇلما شەكىللىنىشى مۇرەككەپ كۈچلۈكلۈكتە تەقلىد قىلىنغان تومۇر سوقۇلغان لازېر مەنبەسى ئارقىلىق سىناق قىلىنغان.
لازېر ئېرىتىش رايونىدىكى داننىڭ چوڭ-كىچىكلىكى 1 ، 3 ياكى 5 ئۆتكەلدىن كېيىن ئۇدا لازېر ئېرىتىش سەۋەبىدىن بايقالغان.
ماكروسكوپىك مودېلدا كۆرسىتىلىشىچە ، ئۇلترا ئاۋاز دولقۇنىنىڭ ئۆزگىرىشى مۇستەھكەملىنىش سېپىگە ئاكتىپ تەسىر كۆرسىتىدىغان رايوننىڭ مۆلچەردىكى چوڭلۇقى \ (1 ~ \ تېكىست {mm} \) گە يېتىدىكەن.
مىكروسكوپلۇق MD مودېلىدا كۆرسىتىلىشچە ، AISI 316 ئاۋستېنتىك داتلاشماس پولاتنىڭ مەھسۇلات مىقدارى كۆرۈنەرلىك تۆۋەنلەپ ، ئېرىتىش نۇقتىسىغا يېقىن \ (40 ~ \ تېكىست {MPa} \) گە تۆۋەنلىگەن.
ئېرىشىلگەن نەتىجىلەر مۇرەككەپ مودېللانغان لازېر پىششىقلاپ ئىشلەش ئارقىلىق ماتېرىياللارنىڭ مىكرو قۇرۇلمىسىنى كونترول قىلىش ئۇسۇلىنى كۆرسىتىپ بېرىدۇ ھەمدە تومۇر سوقۇلغان SLM تېخنىكىسىنىڭ يېڭى ئۆزگەرتىلىشىنىڭ ئاساسى بولالايدۇ.
لىيۇ ، Y. قاتارلىقلار. TiB2 / AlSi10Mg دىكى مىكرو قۇرۇلمىنىڭ تەدرىجىي تەرەققىي قىلىشى ۋە مېخانىكىلىق خۇسۇسىيىتى لازېر تاللاش ئارقىلىق ئېرىتىش ئارقىلىق [J] .J. Alloys.compound.853, 157287. Https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2020.157287 (2021).
گاۋ ، س. قاتارلىقلار. Alma Mater.200, 2006, 366–377.https: //doi.org/10.1016/j.actamat.2020.09.015 (2020).
چېن ، X. 10 ، 15870.https: //doi.org/10.1038/s41598-020-72627-x (2020).
Azarniya, A. قاتارلىقلار. Ti-6Al-4V زاپچاسلىرىنى لازېرلىق مېتال چۆكۈش (LMD) ئارقىلىق قوشۇمچە ياساش: جەريان ، مىكرو قۇرۇلما ۋە مېخانىك خۇسۇسىيەت. J. Alloys.compound.804 ، 163–191.https: //doi.org/10.1016/j.jallcom.2019.04.255 (2019).
كۇمارا ، C. قاتارلىقلار. لازېرلىق مېتال پاراشوكنىڭ مىكرو قۇرۇلما مودېلى ئالوي 718 نىڭ ئېنېرگىيە چۆكۈشكە يېتەكچىلىك قىلدى. ئىشلەپچىقىرىشقا قوشۇلۇڭ. 25 ، 357–364.https:
بۇسېي ، م. 11 ، 14919.https: //doi.org/10.1038/s41598-021-94455-3 (2021).
تان ، X. قاتارلىقلار. Ti-6Al-4V نىڭ ئېلېكترونلۇق مىكرو قۇرۇلمىسى ۋە مېخانىكىلىق خۇسۇسىيىتى ئېلېكترونلۇق نۇرنىڭ ئېرىتىشى بىلەن خۇرۇچ بىلەن ياسالغان. ئالما ماتېرىيال ژۇرنىلى .97 ، 1-16.