Nature.com වෙත පිවිසීම ගැන ඔබට ස්තුතියි.ඔබ භාවිතා කරන බ්‍රවුසර අනුවාදය CSS සඳහා සීමිත සහයක් ඇත.හොඳම අත්දැකීම සඳහා, ඔබ යාවත්කාලීන බ්‍රවුසරයක් (හෝ Internet Explorer හි ගැළපුම් ප්‍රකාරය ක්‍රියාවිරහිත කරන්න) භාවිතා කරන ලෙස අපි නිර්දේශ කරමු. ඒ අතරතුර, අඛණ්ඩ සහාය සහතික කිරීම සඳහා, අපි මෝස්තර සහ JavaScript නොමැතිව අඩවිය ප්‍රදර්ශනය කරන්නෙමු.
නිෂ්පාදන ක්‍රියාවලියේදී නිෂ්පාදනවල ක්ෂුද්‍ර ව්‍යුහය පාලනය කිරීම සඳහා තෝරාගත් ලේසර් දියවීම මත පදනම් වූ නව යාන්ත්‍රණයක් යෝජනා කෙරේ.මෙම යාන්ත්‍රණය සංකීර්ණ තීව්‍රතාවයකින් යුත් මොඩියුලේටඩ් ලේසර් ප්‍රකිරණය මගින් උණු කළ තටාකයේ අධි-තීව්‍ර අල්ට්‍රාසොනික් තරංග උත්පාදනය කිරීම මත රඳා පවතී. ලේසර් ද්රවාංක යන්ත්ර.
සංකීර්ණ හැඩැති කොටස්වල ආකලන නිෂ්පාදන (AM) මෑත දශක කිහිපය තුළ සැලකිය යුතු ලෙස වර්ධනය වී ඇත. කෙසේ වෙතත්, තෝරාගත් ලේසර් දියවීම (SLM) 1,2,3, සෘජු ලේසර් ලෝහ තැන්පත් කිරීම 4,5,6, ඉලෙක්ට්‍රෝන කදම්භ දියවීම 7,8 සහ අනෙකුත් විශේෂ ලක්ෂණ අනුව වෙනස් විය හැකිය. ඉහළ තාප අනුක්‍රමණය, ඉහළ සිසිලන අනුපාත සහ ද්‍රව්‍ය උණු කිරීමේ සහ නැවත උණු කිරීමේ තාප චක්‍රවල සංකීර්ණත්වය සමඟ සම්බන්ධ වූ ඝණීකරණ ක්‍රියාවලිය, එපිටාක්සියල් ධාන්ය වර්ධනයට සහ සැලකිය යුතු සිදුරුවලට තුඩු දෙයි.ප්‍රතිඵල පෙන්නුම් කරන්නේ , සියුම් සමීකරණ ධාන්‍ය ව්‍යුහයන් සාක්ෂාත් කර ගැනීම සඳහා තාප අනුක්‍රමිකතා, සිසිලන අනුපාත සහ මිශ්‍ර ලෝහ සංයුතිය පාලනය කිරීම හෝ විවිධ ගුණාංගවල බාහිර ක්ෂේත්‍ර හරහා අමතර භෞතික කම්පන යෙදිය යුතු බවයි (උදා: අල්ට්‍රා සවුන්ඩ්).
බොහෝ ප්‍රකාශන සාම්ප්‍රදායික වාත්තු ක්‍රියාවලීන්හි ඝණීකරණ ක්‍රියාවලියට කම්පන ප්‍රතිකාරයේ බලපෑම ගැන සැලකිලිමත් වේ 17,18,19,20,21,22,23,24,25,26,27, චාප ඇවිස්සීම28 සහ දෝලනය 29, ස්පන්දන ප්ලාස්මා arcs30,31 සහ වෙනත් ක්රම32 .බාහිර ඉහළ තීව්රතාවයකින් යුත් ධාන්ය භාවිතයෙන් උපස්ථරයට අමුණන්න. කුහර හරහා නව ස්ඵටික උත්පාදනය කිරීම සඳහා අඩු උෂ්ණත්ව අනුක්‍රමය සහ අල්ට්‍රා සවුන්ඩ් වැඩි දියුණු කිරීම හේතුවෙන් වැඩි වූ සංයුති උප සිසිලන කලාපයට.
මෙම කාර්යයේදී, දියවන ලේසර් මගින්ම ජනනය කරන ලද ශබ්ද තරංග සමඟ උණු කළ තටාකය සොනික් කිරීම මගින් ඔස්ටෙනිටික් මල නොබැඳෙන වානේවල ධාන්ය ව්‍යුහය වෙනස් කිරීමේ හැකියාව අපි විමර්ශනය කළෙමු. ආලෝකය අවශෝෂණය කරන මාධ්‍යයේ ලේසර් විකිරණ සිදුවීමේ තීව්‍රතා මොඩියුලේෂන් ප්‍රතිඵලයක් ලෙස මෙම අතිධ්වනික තරංගවල ද්‍රව්‍ය උත්පාදනය කරයි. diation දැනට පවතින SLM 3D මුද්‍රණ යන්ත්‍ර වලට පහසුවෙන් අනුකලනය කල හැක.මෙම කාර්යයේ අත්හදා බැලීම් සිදු කරනු ලැබුවේ තීව්‍රතා-මොඩියුලේටඩ් ලේසර් විකිරණයට නිරාවරණය වන මල නොබැඳෙන වානේ තහඩු මත ය. එබැවින්, තාක්‍ෂණිකව, ලේසර් මතුපිට ප්‍රතිකාරය සිදු කරනු ලැබේ. කෙසේ වෙතත්, සම්පූර්ණයෙන් ලේසර් ප්‍රතිකාරයක් සිදු කරන්නේ නම්, එක් එක් ස්ථරයේ මතුපිට පරිමාව මත ලේසර් ප්‍රතිකාරය සිදු කරනු ලැබේ. වෙනත් වචනවලින් කිවහොත්, කොටස ස්ථරයෙන් ස්ථරයක් ගොඩනගා ඇත්නම්, එක් එක් ස්ථරයේ ලේසර් මතුපිට ප්රතිකාරය "ලේසර් පරිමාව ප්රතිකාර" ට සමාන වේ.
අතිධ්වනික අං මත පදනම් වූ අතිධ්වනික චිකිත්සාවේදී, ස්ථාවර ශබ්ද තරංගයේ අතිධ්වනික ශක්තිය සංරචකය පුරා බෙදා හරින අතර, ලේසර් විකිරණ අවශෝෂණය කරන ස්ථානයට ආසන්නව ලේසර් ප්‍රේරිත අතිධ්වනික තීව්‍රතාවය අධික ලෙස සංකේන්ද්‍රණය වේ. ary.මීට අමතරව, කොටසේ ඉහළ පෘෂ්ඨයේ යාන්ත්‍රික ආතතියක් නොමැත.එබැවින්, ධ්වනි ආතතිය ශුන්‍යයට ආසන්න වන අතර අංශු ප්‍රවේගය කොටසෙහි සම්පූර්ණ ඉහළ පෘෂ්ඨයට වඩා උපරිම විස්තාරයක් ඇත.සම්පූර්ණ උණු කළ තටාකය තුළ ඇති ශබ්ද පීඩනය 0.1% නොඉක්මවිය නොහැක, මක්නිසාද යත්, තරංග ආයාමය 2 ක තරංග ශීර්ෂයක් සහිත තරංග ශීර්ෂය 2 කින් යුත් තරංග ආයාමයකින් යුත් තරංග ශීර්ෂයක් සහිත වේ. \(\sim 0.3~\text {m}\), සහ ගැඹුර සාමාන්‍යයෙන් \(\sim 0.3~\text {mm}\) ට වඩා අඩුය.එබැවින්, අල්ට්‍රා සවුන්ඩ් කුහර පිටකිරීමේ බලපෑම කුඩා විය හැක.
සෘජු ලේසර් ලෝහ තැන්පත් කිරීමේදී තීව්‍රතා-මොඩියුලේටඩ් ලේසර් විකිරණ භාවිතය පර්යේෂණ35,36,37,38 ක්‍රියාකාරී ක්ෂේත්‍රයක් බව සටහන් කළ යුතුය.
ද්‍රව්‍ය සැකසීම සඳහා වන කැපීම41, වෙල්ඩින් කිරීම, දෘඩ කිරීම, විදුම්42, මතුපිට පිරිසිදු කිරීම, මතුපිට මිශ්‍ර කිරීම, මතුපිට ඔප දැමීම වැනි සියලුම ලේසර් ශිල්පීය ක්‍රම 39, 40 සඳහා මාධ්‍යයේ ඇති තාප බලපෑම මූලික වේ. ,45,46.
අවශෝෂක මාධ්‍යයේ ලැසිං ක්‍රියාව ඇතුළුව මාධ්‍යයේ ඕනෑම ස්ථාවර නොවන ක්‍රියාවක් එහි ප්‍රතිඵලයක් ලෙස වැඩි හෝ අඩු කාර්යක්ෂමතාවයකින් ධ්වනි තරංග උද්දීපනය කිරීමට හේතු වන බව සැලකිල්ලට ගත යුතුය.මුලදී ප්‍රධාන අවධානය යොමු වූයේ ද්‍රවවල තරංගවල ලේසර් උද්දීපනය සහ විවිධ තාප උත්තේජක යාන්ත්‍රණයන් (තාප ප්‍රසාරණය, වාෂ්පීකරණය ආදිය) .සංඛ්‍යා monographs50, 51, 52 මෙම ක්‍රියාවලිය සහ එහි ඇති විය හැකි ප්‍රායෝගික යෙදුම් පිළිබඳ න්‍යායික විශ්ලේෂණ සපයයි.
මෙම ගැටළු පසුව විවිධ සම්මන්ත්‍රණවලදී සාකච්ඡා කරන ලද අතර අල්ට්‍රා සවුන්ඩ් හි ලේසර් උද්දීපනය ලේසර් තාක්ෂණය53 සහ වෛද්‍ය විද්‍යාව යන කාර්මික යෙදුම් දෙකෙහිම යෙදී ඇත. එබැවින් ස්පන්දිත ලේසර් ආලෝකය අවශෝෂණ මාධ්‍යයක් මත ක්‍රියා කරන ක්‍රියාවලියේ මූලික සංකල්පය ස්ථාපිත කර ඇති බව සැලකිය හැකිය.
ද්‍රව්‍ය මත ලේසර් ජනනය කරන ලද කම්පන තරංගවල බලපෑම ලේසර් කම්පන පීනින්57,58,59 හි පදනම වේ, එය ආකලන ලෙස නිෂ්පාදනය කරන ලද කොටස්60 මතුපිට ප්‍රතිකාර සඳහා ද භාවිතා කරයි. කෙසේ වෙතත්, නැනෝ තත්පර ලේසර් ස්පන්දන සහ යාන්ත්‍රිකව පටවන ලද පෘෂ්ඨ මත ලේසර් කම්පන ශක්තිමත් කිරීම වඩාත් ඵලදායී වේ (උදා, යාන්ත්‍රික පීඩනය වැඩි වීම නිසා දියර 59 ස්ථරයක් සමඟ)
ඝන වූ ද්‍රව්‍යවල ක්ෂුද්‍ර ව්‍යුහය මත විවිධ භෞතික ක්ෂේත්‍රවල ඇති විය හැකි බලපෑම් විමර්ශනය කිරීම සඳහා අත්හදා බැලීම් සිදු කරන ලදී. පර්යේෂණාත්මක සැකසුමේ ක්‍රියාකාරී රූප සටහන රූප සටහන 1 හි පෙන්වා ඇත.ඒ ස්පන්දිත Nd:YAG ඝණ-තත්‍ර ලේසර් නිදහස්-ධාවන ආකාරයෙන් ක්‍රියා කරයි (ස්පන්දන කාල සීමාව \(\tau _L \sim \mu 150 ~ භාවිතා කරන ලදී. පෙළ මාලාවක් භාවිතා කරන ලදී. උදාසීන ඝනත්ව පෙරහන් සහ කදම්භ බෙදුම් තහඩු පද්ධතියකි. උදාසීන ඝනත්ව පෙරහන් වල එකතුව මත පදනම්ව, ඉලක්කය මත ස්පන්දන ශක්තිය \(E_L \sim 20~\text {mJ}\) සිට \(E_L \sim 100~\text {mJ}\) දක්වා වෙනස් වේ. අත්පත් කර ගැනීම, සහ ඉලක්කයට සිදුවීම සහ පරාවර්තනය වීම තීරණය කිරීම සඳහා කැලරිමීටර දෙකක් (1~\පෙළ {ms}\) ඉක්මවන දිගු ප්‍රතිචාර කාලයක් සහිත ෆොටෝඩයෝඩ භාවිතා කරන අතර, සිදුවීම තීරණය කිරීම සඳහා බල මීටර දෙකක් (කෙටි ප්‍රතිචාර කාලයන් සහිත ඡායාරූප (<10~\text {ns}\)) භාවිතා කරයි. entec-EO XLP12-3S-H2-D0 සහ නියැදි ස්ථානයේ සවිකර ඇති පාර විද්‍යුත් දර්පණයක්. කාචයක් භාවිතයෙන් කදම්බය ඉලක්කය වෙතට යොමු කරන්න (\(1.06 \upmu \text {m}\), නාභීය දුර \(160~\text {mm}\)) සහ \0} ඉණේ (160~\text {mm}\)) සහ \0} ඉලක් කදම්භය
පර්යේෂණාත්මක සැකසුමේ ක්‍රියාකාරී ක්‍රමානුරූප රූප සටහන: 1-ලේසර්;2-ලේසර් කදම්භය;3-උදාසීන ඝනත්ව පෙරහන;4-සමමුහුර්ත ෆොටෝඩියෝඩය;5-කදම්භ බෙදුම්කරු;6-ප්රාචීරය;7-සිද්ධි කදම්භයේ කැලරිමීටරය;8 - පරාවර්තක කදම්භයේ කැලරිමීටරය;9 - සිද්ධි කදම්භ බල මීටරය;10 - පරාවර්තක කදම්භ බල මීටරය;11 - නාභිගත කාච;12 - කැඩපත;13 - නියැදිය;14 - බ්රෝඩ්බෑන්ඩ් piezoelectric පරිවර්තකය;15 - 2D පරිවර්තකය;16 - ස්ථානගත ක්ෂුද්ර පාලකය;17 - සමමුහුර්ත කිරීමේ ඒකකය;18 - විවිධ නියැදීම් අනුපාත සහිත බහු නාලිකා ඩිජිටල් අත්පත් කර ගැනීමේ පද්ධතිය;19 - පුද්ගලික පරිගණකය.
අල්ට්රා සවුන්ඩ් ප්රතිකාරය පහත පරිදි සිදු කරනු ලැබේ.ලේසර් නිදහස් ධාවන ආකාරයෙන් ක්රියා කරයි;එබැවින් ලේසර් ස්පන්දනයේ කාලසීමාව \(\tau _L \sim 150~\upmu \text {s}\) වේ, එය එක් එක් ආසන්න වශයෙන් \(1.5~\upmu \text {s } \) බහු කාල පරාසයන්ගෙන් සමන්විත වේ. ලේසර් ස්පන්දනයේ තාවකාලික හැඩය සහ එහි වර්ණාවලිය අඩු සංඛ්‍යාත සංඛ්‍යාතයකින් සමන්විත වේ. \(0.7~\text {MHz}\), රූපය 2 හි පෙන්වා ඇති පරිදි.- සංඛ්‍යාත ලියුම් කවරය මඟින් ද්‍රව්‍යයේ උණුසුම සහ පසුව දියවීම සහ වාෂ්පීකරණය සපයන අතර, ඉහළ සංඛ්‍යාත සංරචකය ප්‍රකාශන ආචරණය හේතුවෙන් අතිධ්වනි කම්පන සපයයි. අතිධ්වනික ලාස්‍යයේ තරංග ආකාරය ප්‍රධාන වශයෙන් තීරණය වන්නේ හැඩයේ ස්පන්දනයේ හැඩය අනුවය.එය \(7~\text {kHz}\) සිට \ (2~\text {MHz}\) දක්වා වන අතර, මධ්‍ය සංඛ්‍යාතය \(~ 0.7~\text {MHz}\) වේ. ප්‍රකාශ ධ්වනි ආචරණය හේතුවෙන් ධ්වනි ස්පන්දන බ්‍රෝඩ්බෑන්ඩ් පීසෝ ඉලෙක්ට්‍රික් පරිවර්තක භාවිතයෙන් පටිගත කර ඇත. එය පොලිවිවයිල්ඩීන් වලින් සාදන ලද තරංග විද්‍යුත් පරිවර්තක භාවිතා කර පටිගත කර ඇත. ලේසර් ස්පන්දන වල හැඩය නිදහස් ධාවන මාදිලියේ ලේසර් වල සාමාන්‍ය වේ.
ලේසර් ස්පන්දන තීව්‍රතාවයේ තාවකාලික ව්‍යාප්තිය (a) සහ නියැදියේ පිටුපස පෘෂ්ඨයේ ශබ්දයේ වේගය (b), ලේසර් ස්පන්දන වර්ණාවලිය (c) සහ අතිධ්වනික ස්පන්දන (d) එක් ලේසර් ස්පන්දනයක් (නිල් වක්‍රය) සඳහා සාමාන්‍යයෙන් ලේසර් ස්පන්දන 300 (රතු වක්‍රය) ට වඩා වැඩිය.
අපට පිළිවෙලින් ලේසර් ස්පන්දනයේ අඩු සංඛ්‍යාත ලියුම් කවරයට සහ ඉහළ සංඛ්‍යාත මොඩියුලේෂන් වලට අනුරූප වන ධ්වනි ප්‍රතිකාරයේ අඩු සංඛ්‍යාත සහ අධි-සංඛ්‍යාත සංරචක පැහැදිලිව වෙන්කර හඳුනාගත හැකිය. ලේසර් ස්පන්දනය මගින් ජනනය කරන ලද ධ්වනි තරංගවල තරංග ආයාමය ඉක්මවයි\ {(4m} ලියුම් කවරය\);එබැවින්, ක්ෂුද්ර ව්යුහය මත ධ්වනි සංඥාවේ බ්රෝඩ්බෑන්ඩ් අධි-සංඛ්යාත සංරචකවල ප්රධාන බලපෑම අපේක්ෂා කෙරේ.
SLM හි භෞතික ක්‍රියාවලීන් සංකීර්ණ වන අතර විවිධ අවකාශීය සහ කාලීන පරිමාණයන් මත එකවර සිදු වේ. එබැවින් SLM හි න්‍යායික විශ්ලේෂණය සඳහා බහු පරිමාණ ක්‍රම වඩාත් යෝග්‍ය වේ. ගණිතමය ආකෘති මුලදී බහු භෞතික විය යුතුය. යාන්ත්‍ර විද්‍යාව සහ තාප භෞතික විද්‍යාව ඵලදායි වායුගෝලීය "ඝන ද්‍රව්‍ය" සමඟ අන්තර්ක්‍රියා කරන වායුගෝලීය ලක්ෂණ පසුව විස්තර කළ හැකිය. SLM හි loads පහත පරිදි වේ.
\(10^{13}~\පෙළ {W} cm}^2\) දක්වා බල ඝණත්වය සහිත දේශීය ලේසර් විකිරණ හේතුවෙන් \(10^6~\text {K}/\text {s}\) /\text{ දක්වා උනුසුම් සහ සිසිලනය.
ද්‍රවාංක-ඝනීකරණ චක්‍රය 1 සහ \(10~\text {ms}\) අතර පවතිනු ඇත, එය සිසිලනය අතරතුර දියවන කලාපයේ වේගවත් ඝණීකරණයට දායක වේ.
නියැදි මතුපිට සීඝ්‍රයෙන් උනුසුම් වීමෙන් මතුපිට ස්ථරයේ ඉහළ තාප ප්‍රත්‍යාස්ථ ආතතීන් ඇති වේ. කුඩු ස්ථරයේ ප්‍රමාණවත් (20% දක්වා) කොටස දැඩි ලෙස වාෂ්ප වී ඇති අතර, එමඟින් ලේසර් ඉවත් කිරීමට ප්‍රතිචාර වශයෙන් මතුපිට අමතර පීඩන බරක් ඇති වේ. ප්‍රතිඵලයක් ලෙස, ප්‍රේරිත වික්‍රියා මූලද්‍රව්‍ය සැලකිය යුතු ලෙස විකෘති කරයි. pulsed laser annealing ප්‍රතිඵලයක් ලෙස මතුපිට සිට උපස්ථරය දක්වා ප්‍රචාරණය වන අතිධ්වනික වික්‍රියා තරංග උත්පාදනය කරයි.දේශීය ආතතිය සහ වික්‍රියා ව්‍යාප්තිය පිළිබඳ නිවැරදි ප්‍රමාණාත්මක දත්ත ලබා ගැනීම සඳහා, තාපය හා ස්කන්ධ හුවමාරුව සමඟ සංකලනය වී ඇති ප්‍රත්‍යාස්ථ විරූපණ ගැටලුවේ මෙසොස්කොපික් අනුකරණයක් සිදු කරනු ලැබේ.
ආකෘතියේ පාලන සමීකරණවලට (1) තාප සන්නායකතාවය අදියර තත්ත්වය (කුඩු, උණු කිරීම, බහු ස්ඵටික) සහ උෂ්ණත්වය මත රඳා පවතින අස්ථායී තාප හුවමාරු සමීකරණ ඇතුළත් වේ, (2) අඛණ්ඩ ඉවත් කිරීම සහ තාප ප්රසාරණය වීමෙන් පසු ප්රත්යාස්ථ විරූපණයේ උච්චාවචනයන්. සංවහන සිසිලනයට සන්නායක තාප හුවමාරුව සහ වාෂ්පීකරණ ප්‍රවාහය ඇතුළත් වේ. වාෂ්පීකරණ ද්‍රව්‍යයේ සංතෘප්ත වාෂ්ප පීඩනය ගණනය කිරීම මත ස්කන්ධ ප්‍රවාහය නිර්වචනය වේ. තාප ප්‍රත්‍යාස්ථ ආතතිය උෂ්ණත්ව වෙනසට සමානුපාතික වන විට කාර්යක්ෂම ඉලාස්ටොප්ලාස්ටික් ආතති සම්බන්ධතාව භාවිතා වේ. නාමික බලය සඳහා \(300~ 5 පාඨය, අන්තරාල සීමාව \~ ~tz 100 සහ \(200~\upmu \text {m}\ ) ඵලදායී කදම්භ විෂ්කම්භය.
රූප සටහන 3 මඟින් මැක්‍රොස්කොපික් ගණිතමය ආකෘතියක් භාවිතයෙන් උණු කළ කලාපයේ සංඛ්‍යාත්මක අනුකරණයේ ප්‍රතිඵල පෙන්වයි. විලයන කලාපයේ විෂ්කම්භය \(200~\upmu \text {m}\) (\(100~\upmu \text {m}\) අරය) සහ \(40~\upmu \text ප්‍රතිඵල ලෙස 1 මතුපිට ප්‍රතිඵල ලෙස v(40~\upmu \text එම}) ගැඹුර පෙන්වයි. 0~\පෙළ {K}\) ස්පන්දන මොඩියුලේෂන්හි ඉහළ කඩින් කඩ සාධකය හේතුවෙන්. උණුසුම \(V_h\) සහ සිසිලනය \(V_c\) අනුපාත පිළිවෙලින් \(10^7\) සහ \(10^6~\text {K}/\text {s}\) අනුපිළිවෙලට ඇත. මෙම අගයන් අපගේ පෙර අනුපිළිවෙලෙහි හොඳ විශ්ලේෂණ \(6 හි අනුපිළිවෙල \(6) සහ විශාල අනුපිළිවෙලෙහි වෙනසක් ඇත. V_c\) ප්‍රතිඵලයක් ලෙස මතුපිට ස්ථරය සීඝ්‍රයෙන් උනුසුම් වීමක් සිදු වේ, එහිදී උපස්ථරයට තාප සන්නයනය තාපය ඉවත් කිරීමට ප්‍රමාණවත් නොවේ. එම නිසා \(t=26~\upmu \text {s}\) දී මතුපිට උෂ්ණත්වය \(4800~\text {K}\) දක්වා ඉහළ යයි.
316L නියැදි තහඩුව මත තනි ලේසර් ස්පන්දන ඇනීලනය කිරීමේ කලාපීය ද්‍රවාංකයේ සංඛ්‍යාත්මක සමාකරණ ප්‍රතිඵල. ස්පන්දනයේ ආරම්භයේ සිට උණු කළ තටාකයේ ගැඹුර දක්වා උපරිම අගයට ළඟා වන කාලය \(180~\upmu\text {s}\) වේ. සමෝෂ්ණත්වය\(T = T_L = 1723~\) සමෝෂ්ණත්වය\(T = T_L = 1723~\) තීරුව අතර ඝන ද්‍රවය නිරූපණය වේ. කහ රේඛා) ඊළඟ කොටසේ උෂ්ණත්වයේ ශ්‍රිතයක් ලෙස ගණනය කරන ලද අස්වැන්න ආතතියට අනුරූප වේ.එබැවින්, isoline දෙක (isotherms\(T=T_L\) සහ isobars\(\sigma =\sigma _V(T)\)) අතර වසමෙහි, ඝන අවධිය ප්‍රබල යාන්ත්‍රික පැටවීම් වලට භාජනය වේ, එය ක්ෂුද්‍ර ට්‍රැක්ටරයේ වෙනස්කම් වලට තුඩු දිය හැක.
මෙම බලපෑම තවදුරටත් රූප සටහන 4a හි විස්තර කර ඇත, එහිදී උණු කළ කලාපයේ පීඩන මට්ටම කාලය සහ පෘෂ්ඨයේ සිට දුර යන ශ්‍රිතයක් ලෙස සැලසුම් කර ඇත. පළමුව, පීඩන හැසිරීම ඉහත රූප සටහන 2 හි විස්තර කර ඇති ලේසර් ස්පන්දන තීව්‍රතාවයේ මොඩියුලේෂන් හා සම්බන්ධ වේ. උපරිම පීඩනය \text{s}\) පමණ \(10~\d) t = 20 ~ t = 20 ~ පාලන ලක්ෂ්‍යයේ ඇති දේශීය පීඩනයෙහි දෝලන ලක්‍ෂණ \(500~\text {kHz}\) සංඛ්‍යාතයට සමාන වේ.මෙයින් අදහස් වන්නේ අතිධ්වනි පීඩන තරංග මතුපිටින් ජනනය වන අතර පසුව උපස්ථරය තුළට ප්‍රචාරණය වන බවයි.
ද්‍රවාංක කලාපය ආසන්නයේ ඇති විරූපණ කලාපයේ ගණනය කළ ලක්‍ෂණ රූප සටහන 4b හි පෙන්වා ඇත. ලේසර් ඉවත් කිරීම සහ තාප ප්‍රත්‍යාස්ථ ආතතිය උපස්ථරය තුළට ප්‍රචාරණය වන ප්‍රත්‍යාස්ථ විරූපණ තරංග ජනනය කරයි. රූපයෙන් දැකිය හැකි පරිදි, ආතතිය උත්පාදනය කිරීමේ අදියර දෙකක් ඇත. \(t <40~\upmu දක්වා ඉහළ යන \(t <40~\upmu) යන පෙළෙහි පළමු අදියරේ දී \(t <40~\upmu \text) පෘෂ්ඨීය පීඩනයට සමාන dulation. ලේසර් ඉවත් කිරීම හේතුවෙන් මෙම ආතතිය ඇති වන අතර, ආරම්භක තාප බලපෑමට ලක් වූ කලාපය ඉතා කුඩා වූ නිසා පාලන ලක්ෂ්‍යවල තාප ප්‍රත්‍යාස්ථ ආතතියක් නිරීක්ෂණය නොවීය. තාපය උපස්ථරයට විසුරුවා හරින විට, පාලන ලක්ෂ්‍යය \(40~\text {MPa}\) ඉහළින් ඉහළ තාප ප්‍රත්‍යාස්ථ ආතතිය ජනනය කරයි.
ලබාගත් මොඩියුලේටඩ් ආතති මට්ටම් ඝන ද්‍රව අතුරුමුහුණත කෙරෙහි සැලකිය යුතු බලපෑමක් ඇති කරන අතර ඝණීකරණ මාර්ගය පාලනය කරන පාලන යාන්ත්‍රණය විය හැකිය. විරූපණ කලාපයේ ප්‍රමාණය ද්රවාංක කලාපයට වඩා 2 සිට 3 ගුණයකින් විශාල වේ. 3 රූපයේ දැක්වෙන පරිදි, ද්රවාංක සමෝෂ්ණත්වයේ පිහිටීම සහ දේශීය ආතතියට සමාන ආතති මට්ටම සංසන්දනය කරයි. ක්ෂණික කාලය මත පදනම්ව 300 සහ \(800~\upmu \text {m}\) අතර ඵලදායී විෂ්කම්භයක් සහිත ප්රදේශ.
එබැවින්, ස්පන්දිත ලේසර් ඇනීලිං සංකීර්ණ මොඩියුලේෂන් අතිධ්වනික ආචරණයට මග පාදයි. අල්ට්රාසොනික් පැටවීමකින් තොරව SLM හා සසඳන විට ක්ෂුද්ර ව්යුහය තෝරා ගැනීමේ මාර්ගය වෙනස් වේ. විකෘති වූ අස්ථායී කලාප ආවර්තිතා සම්පීඩන චක්රවලට තුඩු දෙයි, ඝන අවධියේදී දිගු වේ. පහත දැක්වෙන පරිදි ගුණාංග හිතාමතාම වෙනස් කළ හැක. ලබාගත් නිගමන මගින් ස්පන්දන මොඩියුලේෂන්-ප්‍රේරිත අල්ට්‍රා සවුන්ඩ්-ඩ්‍රයිවින් එස්එල්එම් මූලාකෘතියක් නිර්මාණය කිරීමේ හැකියාව ලබා දේ. මෙම අවස්ථාවෙහිදී, වෙනත් තැන්වල භාවිතා කරන පීසෝ ඉලෙක්ට්‍රික් ප්‍රේරක 26 බැහැර කළ හැක.
(අ) සමමිතියේ අක්ෂය දිගේ මතුපිට 0, 20 සහ \(40~\upmu \text {m}\) සිට විවිධ දුරින් ගණනය කරනු ලබන කාලයෙහි ශ්‍රිතයක් ලෙස පීඩනය.
\(20\times 20\times 5~\text {mm}\) මානයන් සහිත AISI 321H මල නොබැඳෙන වානේ තහඩු මත අත්හදා බැලීම් සිදු කරන ලදී.එක් එක් ලේසර් ස්පන්දනයට පසුව, තහඩුව \(50~\upmu \text {m}\), සහ ලේසර් කදම්භ ඉණ \(50~\upmu \text {m}\) මානයන් සමඟින් සිදු කරන ලදී. ධාන්‍ය පිරිපහදු කිරීම සඳහා සැකසූ ද්‍රව්‍ය නැවත උණු කිරීම ප්‍රේරණය කිරීම සඳහා එකම මාර්ගය ඔස්සේ සිදු කරනු ලැබේ. සෑම අවස්ථාවකදීම, ලේසර් විකිරණවල දෝලනය වන සංරචකය මත පදනම්ව නැවත උණු කළ කලාපය සොනිකේටඩ් කරන ලදී. මෙය සාමාන්‍ය ධාන්‍ය ප්‍රදේශය 5-ගුණයකට වඩා අඩු කරයි. රූප සටහන 5 පෙන්නුම් කරන්නේ ධාන්‍ය ප්‍රමාණය 5 ගුණයකට වඩා අඩු වීමයි.
උප බිම් (a,d,g,j) සහ (b,e,h,k) - ලේසර් උණු කළ කලාපවල ක්ෂුද්‍ර ව්‍යුහය, උප බිම් (c,f,i,l) - වර්ණ ගැන්වූ ධාන්ය වර්ග බෙදා හැරීම.සෙවන මගින් හිස්ටෝග්‍රෑම් ගණනය කිරීමට භාවිතා කරන අංශු නියෝජනය කරයි. වර්ණ ධාන්‍ය ප්‍රදේශ වලට අනුරූප වේ (හිස්ටෝග්‍රෑම් හි මුදුනේ ඇති වර්ණ තීරුව බලන්න. උප බිම් (ac) ප්‍රතිකාර නොකළ මල නොබැඳෙන වානේවලට අනුරූප වන අතර උප බිම් (df), (gi), (jl) 1, 3 සහ 5 ට අනුරූප වේ.
ලේසර් ස්පන්දන ශක්තිය පසුකාලීන ගමන් කිරීම් අතර වෙනස් නොවන බැවින්, උණු කළ කලාපයේ ගැඹුර සමාන වේ. මේ අනුව, පසුව ඇති නාලිකාව පෙර එක සම්පූර්ණයෙන්ම "ආවරණය" කරයි. කෙසේ වෙතත්, හිස්ටෝග්‍රෑම් පෙන්වන්නේ වැඩිවන ගමන් වාර ගණන සමඟ මධ්‍යන්‍ය හා මධ්‍ය ධාන්‍ය ප්‍රදේශය අඩු වන බවයි. ලේසර් දියවීමට වඩා උපස්ථරය මත ක්‍රියා කරන බව පෙන්නුම් කරයි.
ධාන්‍ය පිරිපහදු කිරීම උණු කළ තටාකයේ වේගවත් සිසිලනය නිසා ඇති විය හැක. Nd:YAG ලේසර් නිදහස් ධාවන මාදිලියේ පර්යේෂණාත්මක ප්රතිඵල. කෙසේ වෙතත්, සාමාන්ය තීරු ව්යුහයක් නිරීක්ෂණය කරන ලදී.
අඛණ්ඩ තරංග ලේසර් (300 W නියත බලය, 200 mm/s ස්කෑන් වේගය, AISI 321H මල නොබැඳෙන වානේ) ලේසර් උණු කළ කලාපයේ ක්ෂුද්ර ව්යුහය.
(අ) අඛණ්ඩ තරංග ලේසර් (100 W නියත බලය, 200 mm/s ස්කෑන් වේගය, AISI 316L මල නොබැඳෙන වානේ)\ (\sim 2~\text {mbar}\) සමඟ රික්තකයේ ලේසර්-උණු කරන ලද කලාපයේ ක්ෂුද්‍ර ව්‍යුහය සහ (b) ඉලෙක්ට්‍රෝන පසුබිම් විවර්තන විවර්තන රූප.
එබැවින්, ලේසර් ස්පන්දන තීව්‍රතාවයේ සංකීර්ණ මොඩියුලය එහි ප්‍රතිඵලයක් වන ක්ෂුද්‍ර ව්‍යුහයට සැලකිය යුතු බලපෑමක් ඇති කරන බව පැහැදිලිව පෙන්වා ඇත.මෙම බලපෑම යාන්ත්‍රික ස්වභාවයක් වන අතර බාහිර නියැදියට ගැඹුරට දියවන විකිරණ මතුපිටින් ප්‍රචාරණය වන අතිධ්වනික කම්පන ජනනය වීම නිසා සිදු වන බව අපි විශ්වාස කරමු. Ti-6Al-4V මිශ්‍ර ලෝහ 26 සහ මල නොබැඳෙන වානේ 34 ඇතුළු විවිධ ද්‍රව්‍යවල අධි-තීව්‍රතාවයෙන් යුත් අල්ට්‍රා සවුන්ඩ් සපයන s සහ sonotrodes ප්‍රතිඵලය වේ. හැකි යාන්ත්‍රණය පහත පරිදි අනුමාන කෙරේ. තීව්‍ර අල්ට්‍රා සවුන්ඩ් මගින් ධ්වනි කුහරයක් ඇති කළ හැකි අතර, එය ultrafast in situ-Ray synchrotron හි කම්පන තරංග සමමුහුර්තකරණයේදී කම්පනයට පත් කරයි. උණු කළ ද්‍රව්‍ය, ඉදිරිපස පීඩනය \(100~\text {MPa}\)69 පමණ වේ.එවැනි කම්පන තරංග තොග ද්‍රවවල තීරනාත්මක ප්‍රමාණයේ ඝණ-අදියර න්‍යෂ්ටි සෑදීම ප්‍රවර්ධනය කිරීමට තරම් ප්‍රබල විය හැක, ස්තරයෙන් ස්ථර ආකලන නිෂ්පාදනයේ සාමාන්‍ය තීරු ධාන්‍ය ව්‍යුහය කඩාකප්පල් කරයි.
මෙහිදී, තීව්‍ර ධ්වනිකරණය මගින් ව්‍යුහාත්මක වෙනස් කිරීම් සඳහා වගකිව යුතු තවත් යාන්ත්‍රණයක් අපි යෝජනා කරමු. ඝණීකරනය වූ විගසම, ද්‍රව්‍යය ද්‍රවාංකයට ආසන්නව ඉහළ උෂ්ණත්වයක පවතින අතර අතිශයින් අඩු අස්වැන්නක් ආතතියක් ඇත. තීව්‍ර අතිධ්වනික තරංග මගින් උණුසුම්, යන්තම් ඝණ වූ ද්‍රව්‍යවල ධාන්‍ය ව්‍යුහය වෙනස් කිරීමට ප්ලාස්ටික් ප්‍රවාහයක් ඇති කළ හැකිය. කෙසේ වෙතත්, ආතතිය \ 1 ටෙක්ස්ට් මත යැපීම් දත්ත මත රඳා පවතී. K}\) (Figure 8 බලන්න).එබැවින්, මෙම කල්පිතය පරීක්ෂා කිරීම සඳහා, අපි ද්‍රවාංකය ආසන්නයේ අස්වැන්න ආතති හැසිරීම තක්සේරු කිරීම සඳහා AISI 316 L වානේ හා සමාන Fe-Cr-Ni සංයුතියක අණුක ගතික (MD) අනුකරණයන් සිදු කළෙමු. අස්වැන්න ආතතිය ලිහිල් කිරීම සඳහා, අපි 70 විස්තරාත්මක ආතතිය 7 MD ෂෙයාර් තාක්ෂණය භාවිතා කළෙමු. පරමාණුක අන්තර්ක්‍රියා ගණනය කිරීම්, අපි 74 සිට Embedded Atomic Model (EAM) භාවිතා කළෙමු. MD සමාකරණ සිදු කරන ලද්දේ LAMMPS කේත 75,76. MD සමාකරණවල විස්තර වෙනත් තැනක ප්‍රකාශයට පත් කෙරේ. උෂ්ණත්වයේ ශ්‍රිතයක් ලෙස අස්වැන්න ආතතියේ MD ගණනය කිරීමේ ප්‍රතිඵල රූප සටහන 8 හි පෙන්වා ඇත.
AISI ශ්‍රේණියේ 316 ඔස්ටෙනිටික් මල නොබැඳෙන වානේ සහ මාදිලියේ සංයුතිය MD අනුහුරුකරණ සඳහා උෂ්ණත්වයට සාපේක්ෂව අස්වැන්න ආතතිය. යොමු කිරීම් වලින් පර්යේෂණාත්මක මිනුම්: (a) 77, (b) 78, (c) 79, (d) 80, (e) 81. ආතතිය මැනීමේදී ආතති මාදිලිය සඳහා refer-f)82 ආතති මාදිලිය සඳහා යොමු කරන්න -සහාය ආකලන නිෂ්පාදනය.මෙම අධ්‍යයනයේ මහා පරිමාණ MD සමාකරණවල ප්‍රතිඵල, දෝෂ රහිත අනන්ත තනි ස්ඵටිකයක් සඳහා \(\vartriangleleft\) ලෙසත්, පරිමිත ධාන්ය සඳහා \(\vartriangleright\) ලෙසත් සාමාන්‍ය ධාන්‍ය ප්‍රමාණය සැලකිල්ලට ගනිමින් Hall-Petch relation \~m 5} ලෙස දක්වා ඇත.
\(T>1500~\text {K}\) හිදී අස්වැන්න ආතතිය \(40~\text {MPa}\) ට වඩා පහත වැටේ. අනෙක් අතට, ඇස්තමේන්තු මඟින් ලේසර් මගින් ජනනය කරන ලද අතිධ්වනික විස්තාරය \(40~\text {MPa}\) ඉක්මවන බව පුරෝකථනය කරයි (උණුසුම් ද්‍රව්‍යයට ප්‍රමාණවත් වන ප්ලාස්ටික් බලන්න.
SLM අතරතුර 12Cr18Ni10Ti (AISI 321H) ඔස්ටෙනිටික් මල නොබැඳෙන වානේවල ක්ෂුද්‍ර ව්‍යුහය සෑදීම සංකීර්ණ තීව්‍රතා-මොඩියුලේටඩ් ස්පන්දිත ලේසර් ප්‍රභවයක් භාවිතයෙන් පර්යේෂණාත්මකව විමර්ශනය කරන ලදී.
1, 3 හෝ 5 සමත් වීමෙන් පසු අඛණ්ඩ ලේසර් නැවත උණු කිරීම හේතුවෙන් ලේසර් ද්රවාංක කලාපයේ ධාන්ය ප්රමාණය අඩු වීම සොයා ගන්නා ලදී.
මැක්‍රොස්කොපික් ආකෘතිකරණය පෙන්නුම් කරන්නේ අතිධ්වනික විරූපණය ඝණීකරණ ඉදිරිපසට ධනාත්මක ලෙස බලපෑ හැකි කලාපයේ ඇස්තමේන්තුගත ප්‍රමාණය \(1~\text {mm}\) දක්වා වන බවයි.
ක්ෂුද්‍ර MD ආකෘතිය පෙන්නුම් කරන්නේ AISI 316 ඔස්ටෙනිටික් මල නොබැඳෙන වානේවල අස්වැන්න ශක්තිය ද්‍රවාංකය ආසන්නයේ \(40~\text {MPa}\) දක්වා සැලකිය යුතු ලෙස අඩු වී ඇති බවයි.
ලබාගත් ප්‍රතිඵල මගින් සංකීර්ණ මොඩියුලේටඩ් ලේසර් සැකසුම් භාවිතයෙන් ද්‍රව්‍යවල ක්ෂුද්‍ර ව්‍යුහය පාලනය කිරීමේ ක්‍රමයක් යෝජනා කරන අතර ස්පන්දිත SLM තාක්ෂණයේ නව වෙනස් කිරීම් නිර්මාණය කිරීමේ පදනම ලෙස සේවය කළ හැකිය.
Liu, Y. et al.ලේසර් වරණීය දියවීම [J] මගින් ස්ථානීය TiB2/AlSi10Mg සංයුක්තවල ක්ෂුද්‍ර ව්‍යුහාත්මක පරිණාමය සහ යාන්ත්‍රික ගුණ.J.Alloys.compound.853, 157287. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2020.157287 (2021).
Gao, S. et al. 316L මල නොබැඳෙන වානේ [J] ලේසර් වරණීය උණු කිරීමෙහි නැවත ස්ඵටිකීකරණ ධාන්ය මායිම් ඉංජිනේරු විද්යාව.Alma Mater සඟරාව.200, 366–377.https://doi.org/10.1016/j.actamat.2020.09.015 (2020).
Chen, X. & Qiu, C. ලේසර් උණු කළ ටයිටේනියම් මිශ්‍ර ලෝහ ලේසර් නැවත රත් කිරීම මගින් වැඩිදියුණු කරන ලද ductility සමඟ සැන්ඩ්විච් ක්ෂුද්‍ර ව්‍යුහයන් ස්ථානගතව සංවර්ධනය කිරීම.science.Rep.10, 15870.https://doi.org/10.1038/s41598-020-72627-x (2020).
Azarniya, A. et al. ලේසර් ලෝහ තැන්පත් කිරීම (LMD) මගින් Ti-6Al-4V කොටස් ආකලන නිෂ්පාදනය: ක්‍රියාවලිය, ක්ෂුද්‍ර ව්‍යුහය සහ යාන්ත්‍රික ගුණ.Alloys.compound.804, 163–191.https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2019.04.255 (2019).
කුමාර, C. et al.Add to.manufacture.25, 357–364.https://doi.org/10.1016/j.addma.2018.11.024 (20192) (2019) ලේසර් ලෝහ කුඩු ක්ෂුද්‍ර ව්‍යුහාත්මක ආකෘති නිර්මාණය.
Busey, M. et al.Parametric Neutron Bragg Edge Imaging Study of Additively Manufactured Samples Treated by Laser Shock Peening.science.Rep.11, 14919.https://doi.org/10.1038/s41598-021-94455-3 (2021).
Tan, X. et al.ඉලෙක්ට්‍රෝන කදම්භ දියවීම මගින් ආකලන ලෙස නිපදවන Ti-6Al-4V හි ශ්‍රේණියේ ක්ෂුද්‍ර ව්‍යුහය සහ යාන්ත්‍රික ගුණ.Alma Mater Journal.97, 1-16.https://doi.org/10.1016/j.actamat.2015.06.05).