Nature.com ஐப் பார்வையிட்டதற்கு நன்றி.நீங்கள் பயன்படுத்தும் உலாவிப் பதிப்பில் CSS க்கு மட்டுப்படுத்தப்பட்ட ஆதரவு உள்ளது. சிறந்த அனுபவத்திற்காக, புதுப்பிக்கப்பட்ட உலாவியைப் பயன்படுத்துமாறு பரிந்துரைக்கிறோம் (அல்லது Internet Explorer இல் பொருந்தக்கூடிய பயன்முறையை முடக்கவும்).இதற்கிடையில், தொடர்ந்து ஆதரவை உறுதிப்படுத்த, ஸ்டைலிங் மற்றும் ஜாவாஸ்கிரிப்ட் இல்லாமல் தளத்தைக் காண்பிப்போம்.
உற்பத்திச் செயல்பாட்டில் உள்ள பொருட்களின் நுண் கட்டமைப்பைக் கட்டுப்படுத்த தேர்ந்தெடுக்கப்பட்ட லேசர் உருகுதலை அடிப்படையாகக் கொண்ட ஒரு புதிய வழிமுறை முன்மொழியப்பட்டது. இந்த பொறிமுறையானது சிக்கலான தீவிரம்-பண்பேற்றப்பட்ட லேசர் கதிர்வீச்சு மூலம் உருகிய குளத்தில் உயர்-தீவிர அல்ட்ராசோனிக் அலைகளை உருவாக்குவதை நம்பியுள்ளது. லேசர் உருகும் இயந்திரங்கள்.
சிக்கலான வடிவிலான பாகங்களின் சேர்க்கை உற்பத்தி (AM) சமீபத்திய தசாப்தங்களில் கணிசமாக வளர்ந்துள்ளது. இருப்பினும், தேர்ந்தெடுக்கப்பட்ட லேசர் உருகுதல் (SLM) 1,2,3, நேரடி லேசர் உலோக படிவு 4,5,6, எலக்ட்ரான் கற்றை உருகுதல் 7,8 மற்றும் பிறவற்றின் முக்கிய பண்புகளில் குறைபாடுகள் இருக்கலாம். அதிக வெப்ப சாய்வுகள், அதிக குளிரூட்டும் விகிதங்கள் மற்றும் உருகும் மற்றும் உருகும் பொருட்களில் வெப்ப சுழற்சிகளின் சிக்கலான தன்மை ஆகியவற்றுடன் தொடர்புடைய திடப்படுத்துதல் செயல்முறை, இது எபிடாக்சியல் தானிய வளர்ச்சி மற்றும் குறிப்பிடத்தக்க போரோசிட்டிக்கு வழிவகுக்கிறது.வெப்பச் சாய்வுகள், குளிரூட்டும் விகிதங்கள் மற்றும் அலாய் கலவை ஆகியவற்றைக் கட்டுப்படுத்துவது அவசியம் என்று முடிவுகள் காட்டுகின்றன அல்லது நேர்த்தியான சமநிலை தானிய அமைப்புகளை அடைய பல்வேறு பண்புகளின் வெளிப்புற புலங்கள் (எ.கா. அல்ட்ராசவுண்ட்) மூலம் கூடுதல் உடல் அதிர்ச்சிகளைப் பயன்படுத்த வேண்டும்.
பல வெளியீடுகள் வழக்கமான வார்ப்பு செயல்முறைகளில் திடப்படுத்துதல் செயல்பாட்டில் அதிர்வு சிகிச்சையின் விளைவைக் கொண்டுள்ளன 17,18,19,20,21,22,23,24,25,26,27, ஆர்க் கிளறி 28 மற்றும் அலைவு29, துடிப்புள்ள பிளாஸ்மா ஆர்க்ஸ்30,31 மற்றும் பிற முறைகள்32 .அடி மூலக்கூறுக்கு இணைக்கவும் குழிவுறுதல் மூலம் புதிய படிகங்களை உருவாக்க குறைந்த வெப்பநிலை சாய்வு மற்றும் அல்ட்ராசவுண்ட் விரிவாக்கம் காரணமாக அதிகரித்த கலவை துணை குளிர்விக்கும் மண்டலத்திற்கு.
இந்த வேலையில், உருகும் லேசரால் உருவாக்கப்படும் ஒலி அலைகள் மூலம் உருகிய குளத்தை ஒலிக்கச் செய்வதன் மூலம் ஆஸ்டெனிடிக் துருப்பிடிக்காத ஸ்டீல்களின் தானிய அமைப்பை மாற்றுவதற்கான சாத்தியக்கூறுகளை நாங்கள் ஆராய்ந்தோம். தற்போதுள்ள SLM 3D அச்சுப்பொறிகளுடன் டயேஷன் எளிதாக ஒருங்கிணைக்கப்படும். இந்த வேலையில் சோதனைகள் துருப்பிடிக்காத எஃகு தகடுகளில் செய்யப்பட்டன, அதன் மேற்பரப்புகள் தீவிரத்தன்மை-பண்பேற்றப்பட்ட லேசர் கதிர்வீச்சுக்கு வெளிப்படும். எனவே, தொழில்நுட்ப ரீதியாக, லேசர் மேற்பரப்பு சிகிச்சை செய்யப்படுகிறது. இருப்பினும், லேசர் சிகிச்சையானது ஒவ்வொரு அடுக்கின் பரப்பிலும், ஒவ்வொரு அடுக்கின் அளவிலும், ஒவ்வொரு அடுக்கின் பரப்பிலும், அடுக்குகளின் அளவை உருவாக்கும்போது, ​​​​தேர்ந்தெடுக்கப்பட்ட பகுதிகளின் அளவை அடையும் போது. வேறு வார்த்தைகளில் கூறுவதானால், பகுதி அடுக்காக கட்டப்பட்டால், ஒவ்வொரு அடுக்கின் லேசர் மேற்பரப்பு சிகிச்சையானது "லேசர் வால்யூம் சிகிச்சை" க்கு சமம்.
மீயொலி கொம்பு அடிப்படையிலான மீயொலி சிகிச்சையில், நிற்கும் ஒலி அலையின் மீயொலி ஆற்றல் கூறு முழுவதும் விநியோகிக்கப்படுகிறது, அதே நேரத்தில் லேசர் கதிர்வீச்சு உறிஞ்சப்படும் இடத்திற்கு அருகில் லேசர் தூண்டப்பட்ட மீயொலி தீவிரம் அதிக அளவில் குவிந்துள்ளது. கூடுதலாக, பகுதியின் மேல் மேற்பரப்பில் இயந்திர அழுத்தம் இல்லை. எனவே, ஒலி அழுத்தம் பூஜ்ஜியத்திற்கு அருகில் உள்ளது மற்றும் துகள் திசைவேகம் பகுதியின் முழு மேற்பரப்பிலும் அதிகபட்ச அலைவீச்சைக் கொண்டுள்ளது. முழு உருகிய குளத்தின் உள்ளே உள்ள ஒலி அழுத்தம் வெல்டிங் ஹெட் 2 அலைவரிசையில் வெல்டிங் ஹெட் மூலம் உருவாக்கப்படும் அதிகபட்ச அழுத்தத்தில் 0.1% ஐ விட அதிகமாக இருக்கக்கூடாது. \(\sim 0.3~\text {m}\), மற்றும் ஆழம் பொதுவாக \(\sim 0.3~\text {mm}\) ஐ விட குறைவாக இருக்கும்.எனவே, குழிவுறலில் அல்ட்ராசவுண்டின் விளைவு சிறியதாக இருக்கலாம்.
நேரடி லேசர் உலோக படிவுகளில் தீவிரம்-பண்பேற்றப்பட்ட லேசர் கதிர்வீச்சின் பயன்பாடு 35,36,37,38 ஆராய்ச்சியின் செயலில் உள்ளது என்பதை கவனத்தில் கொள்ள வேண்டும்.
ஊடகத்தில் லேசர் கதிர்வீச்சு சம்பவத்தின் வெப்ப விளைவு கிட்டத்தட்ட அனைத்து லேசர் நுட்பங்களுக்கும் அடிப்படையாகும் ,45,46.
உறிஞ்சும் ஊடகத்தின் மீது லேசிங் நடவடிக்கை உட்பட, ஊடகத்தின் மீது எந்த ஒரு நிலையான செயலும், அதிக அல்லது குறைவான செயல்திறனுடன் ஒலி அலைகளின் தூண்டுதலில் விளைகிறது என்பதைக் கவனத்தில் கொள்ள வேண்டும். ஆரம்பத்தில், முக்கிய கவனம் திரவங்களில் உள்ள அலைகளின் லேசர் தூண்டுதல் மற்றும் ஒலியின் பல்வேறு வெப்ப தூண்டுதல் வழிமுறைகள் (வெப்ப விரிவாக்கம், 4 நிலை மாற்றம், 4 நிலை மாற்றம், ஆவியாதல், 4 நிலை மாற்றம், 4 நிலை மாற்றம், 7 நிலை மாற்றம், 7 நிலை மாற்றம், 4 நிலை மாற்றம், 7 நிலை மாற்றம், .ஏராளமான மோனோகிராஃப்கள்50, 51, 52 இந்த செயல்முறை மற்றும் அதன் சாத்தியமான நடைமுறை பயன்பாடுகளின் தத்துவார்த்த பகுப்பாய்வுகளை வழங்குகின்றன.
இந்த சிக்கல்கள் பின்னர் பல்வேறு மாநாடுகளில் விவாதிக்கப்பட்டன, மேலும் அல்ட்ராசவுண்டின் லேசர் தூண்டுதலானது லேசர் தொழில்நுட்பம்53 மற்றும் மருத்துவம்54 ஆகிய இரண்டு தொழில்துறை பயன்பாடுகளிலும் பயன்படுத்தப்படுகிறது. எனவே, துடிப்புள்ள லேசர் ஒளி உறிஞ்சும் ஊடகத்தில் செயல்படும் செயல்முறையின் அடிப்படைக் கருத்து நிறுவப்பட்டுள்ளது என்று கருதலாம்.
லேசர்-உருவாக்கப்பட்ட அதிர்ச்சி அலைகளின் விளைவு லேசர் ஷாக் பீனிங்57,58,59 இன் அடிப்படையாகும், இது கூடுதலாக தயாரிக்கப்பட்ட பாகங்களின் மேற்பரப்பு சிகிச்சைக்காகவும் பயன்படுத்தப்படுகிறது
திடப்படுத்தப்பட்ட பொருட்களின் நுண் கட்டமைப்பில் பல்வேறு இயற்பியல் துறைகளின் சாத்தியமான விளைவுகளை ஆராய்வதற்கான சோதனைகள் நடத்தப்பட்டன. சோதனை அமைப்பின் செயல்பாட்டு வரைபடம் படம் 1 இல் காட்டப்பட்டுள்ளது.A pulsed Nd:YAG திட-நிலை லேசர் இலவச-இயங்கும் பயன்முறையில் இயங்குகிறது (துடிப்பு கால அளவு \(\tau _L \sim \mu 150 ~அப் பயன்படுத்தப்பட்டது. நடுநிலை அடர்த்தி வடிகட்டிகள் மற்றும் பீம் ஸ்ப்ளிட்டர் பிளேட் அமைப்பு. நடுநிலை அடர்த்தி வடிகட்டிகளின் கலவையைப் பொறுத்து, இலக்கில் உள்ள துடிப்பு ஆற்றல் \(E_L \sim 20~\text {mJ}\) இலிருந்து \(E_L \sim 100~\text {mJ}\) வரை மாறுபடும். கையகப்படுத்தல், மற்றும் இரண்டு கலோரிமீட்டர்கள் (\(1~\text {ms}\) ஐ விட நீண்ட பதிலளிப்பு நேரத்தைக் கொண்ட புகைப்படங்கள் மற்றும் இலக்கிலிருந்து பிரதிபலிக்கும் நிகழ்வைத் தீர்மானிக்கப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன, மேலும் இரண்டு பவர் மீட்டர்கள் (குறுகிய பதிலளிப்பு நேரங்களைக் கொண்ட புகைப்படங்கள்\(<10~\text {ns}\)) நிகழ்வைக் கண்டறிந்து முழுமையான ஒளியியல் சக்தியைக் கண்டறிய பயன்படுத்தப்படுகின்றன. entec-EO XLP12-3S-H2-D0 மற்றும் மாதிரி இடத்தில் ஒரு மின்கடத்தா கண்ணாடி பொருத்தப்பட்டுள்ளது. லென்ஸைப் பயன்படுத்தி கற்றை இலக்கின் மீது கவனம் செலுத்துங்கள் (\(1.06 \upmu \text {m}\), குவிய நீளம் \(160~\text {mm}\)) மற்றும் ஒரு பீம்\0} மேற்பரப்பில் \0}
சோதனை அமைப்பின் செயல்பாட்டு திட்ட வரைபடம்: 1-லேசர்;2-லேசர் கற்றை;3-நடுநிலை அடர்த்தி வடிகட்டி;4-ஒத்திசைக்கப்பட்ட ஃபோட்டோடியோட்;5-பீம் பிரிப்பான்;6-உதரவிதானம்;7-சம்பவ கற்றையின் கலோரிமீட்டர்;8 - பிரதிபலித்த கற்றை கலோரிமீட்டர்;9 - சம்பவம் பீம் மின் மீட்டர்;10 - பிரதிபலித்த பீம் மின் மீட்டர்;11 - கவனம் செலுத்தும் லென்ஸ்;12 - கண்ணாடி;13 - மாதிரி;14 - பிராட்பேண்ட் பைசோ எலக்ட்ரிக் டிரான்ஸ்யூசர்;15 - 2D மாற்றி;16 - பொருத்துதல் மைக்ரோகண்ட்ரோலர்;17 - ஒத்திசைவு அலகு;18 - பல்வேறு மாதிரி விகிதங்களைக் கொண்ட பல சேனல் டிஜிட்டல் கையகப்படுத்தல் அமைப்பு;19 - தனிப்பட்ட கணினி.
மீயொலி சிகிச்சை பின்வருமாறு மேற்கொள்ளப்படுகிறது.லேசர் இலவச இயங்கும் முறையில் செயல்படுகிறது;எனவே லேசர் துடிப்பின் கால அளவு \(\tau _L \sim 150~\upmu \text {s}\), இது தோராயமாக \(1.5~\upmu \text {s } \) பல காலங்களைக் கொண்டுள்ளது. \(0.7~\text {MHz}\), படம் 2 இல் காட்டப்பட்டுள்ளது.- அதிர்வெண் உறை பொருளின் வெப்பம் மற்றும் அடுத்தடுத்த உருகுதல் மற்றும் ஆவியாதல் ஆகியவற்றை வழங்குகிறது, அதே நேரத்தில் உயர் அதிர்வெண் கூறு ஒளிமின்னழுத்த விளைவு காரணமாக மீயொலி அதிர்வுகளை வழங்குகிறது.இது \(7~\text {kHz}\) இலிருந்து \ (2~\text {MHz}\), மற்றும் மைய அதிர்வெண் \(~ 0.7~\text {MHz}\) ஆகும். ஒளிமின்னழுத்த விளைவு காரணமாக ஒலி துடிப்புகள் பிராட்பேண்ட் பைசோ எலக்ட்ரிக் டிரான்ஸ்யூசர்களைப் பயன்படுத்தி பதிவு செய்யப்பட்டன. பாலிவினைலைடின் ஃப்ளோரைடு ஃபிலிமில் செய்யப்பட்ட அலைவடிவத்தில் காட்டப்படக் கூடாது. லேசர் பருப்புகளின் வடிவம் ஒரு இலவச-இயங்கும் பயன்முறை லேசரின் பொதுவானது.
லேசர் துடிப்பு தீவிரம் (அ) மற்றும் மாதிரியின் பின்புற மேற்பரப்பில் ஒலியின் வேகம் (பி), லேசர் துடிப்பு (சி) மற்றும் மீயொலி துடிப்பு (டி) ஆகியவற்றின் தற்காலிக விநியோகம் ஒரு லேசர் துடிப்புக்கு (நீல வளைவு) சராசரியாக 300 லேசர் துடிப்புகள் (சிவப்பு வளைவு) .
லேசர் துடிப்பின் குறைந்த அதிர்வெண் உறை மற்றும் உயர் அதிர்வெண் பண்பேற்றம் ஆகியவற்றுடன் தொடர்புடைய ஒலி சிகிச்சையின் குறைந்த அதிர்வெண் மற்றும் உயர் அதிர்வெண் கூறுகளை முறையே நாம் தெளிவாக வேறுபடுத்தி அறியலாம்.எனவே, ஒலி சமிக்ஞையின் பிராட்பேண்ட் உயர் அதிர்வெண் கூறுகளின் முக்கிய விளைவு நுண் கட்டமைப்பில் எதிர்பார்க்கப்படுகிறது.
SLM இல் உள்ள இயற்பியல் செயல்முறைகள் சிக்கலானவை மற்றும் வெவ்வேறு இட மற்றும் தற்காலிக அளவீடுகளில் ஒரே நேரத்தில் நிகழ்கின்றன. எனவே, SLM இன் தத்துவார்த்த பகுப்பாய்விற்கு பல-அளவிலான முறைகள் மிகவும் பொருத்தமானவை. கணித மாதிரிகள் ஆரம்பத்தில் பல-பௌதிகமாக இருக்க வேண்டும். இயக்கவியல் மற்றும் தெர்மோபிசிக்ஸ் ஆகியவை பல-நிலை ஊடகத்தின் "திட-திரவ" வளிமண்டலத்தின் செயல்திறன் கொண்ட வளிமண்டலத்துடன் தொடர்புபடுத்தும் பண்புகளை விவரிக்கலாம். SLM இல் உள்ள சுமைகள் பின்வருமாறு.
\(10^{13}~\text {W} cm}^2\) வரையிலான ஆற்றல் அடர்த்தியுடன் உள்ளூர்மயமாக்கப்பட்ட லேசர் கதிர்வீச்சு காரணமாக \(10^6~\text {K}/\text {s}\) /\text{ வரை வெப்பம் மற்றும் குளிரூட்டும் விகிதங்கள்.
உருகும்-திடமாக்கும் சுழற்சி 1 மற்றும் \(10~\text {ms}\) வரை நீடிக்கும், இது குளிர்ச்சியின் போது உருகும் மண்டலத்தின் விரைவான திடப்படுத்தலுக்கு பங்களிக்கிறது.
மாதிரி மேற்பரப்பை விரைவாக சூடாக்குவதால், மேற்பரப்பு அடுக்கில் அதிக தெர்மோலாஸ்டிக் அழுத்தங்கள் உருவாகின்றன. தூள் அடுக்கின் போதுமான (20% வரை) பகுதி வலுவாக ஆவியாகிறது. துடிக்கப்பட்ட லேசர் அனீலிங் மூலம் மீயொலி திரிபு அலைகள் உருவாகின்றன, அவை மேற்பரப்பில் இருந்து அடி மூலக்கூறுக்கு பரவுகின்றன. உள்ளூர் அழுத்தம் மற்றும் திரிபு விநியோகம் பற்றிய துல்லியமான அளவு தரவுகளைப் பெறுவதற்காக, வெப்பம் மற்றும் வெகுஜன பரிமாற்றத்துடன் இணைந்த மீள் சிதைவு பிரச்சனையின் மீசோஸ்கோபிக் உருவகப்படுத்துதல் செய்யப்படுகிறது.
மாதிரியின் ஆளும் சமன்பாடுகளில் (1) நிலையற்ற வெப்ப பரிமாற்ற சமன்பாடுகள் அடங்கும், இதில் வெப்ப கடத்துத்திறன் நிலை நிலை (தூள், உருகு, பாலிகிரிஸ்டலின்) மற்றும் வெப்பநிலை, (2) தொடர்ச்சியான நீக்கம் மற்றும் தெர்மோலாஸ்டிக் விரிவாக்கத்திற்குப் பிறகு மீள் சிதைவின் ஏற்ற இறக்கங்கள். வெப்பமூட்டும் குளிரூட்டலில் கடத்தும் வெப்பப் பரிமாற்றம் மற்றும் ஆவியாதல் பாய்வு ஆகியவை அடங்கும். ஆவியாக்கும் பொருளின் நிறைவுற்ற நீராவி அழுத்தத்தின் கணக்கீட்டின் அடிப்படையில் வெகுஜனப் பாய்வு வரையறுக்கப்படுகிறது. எலாஸ்டோபிளாஸ்டிக் அழுத்த-திரிபு உறவுமுறையானது வெப்பநிலை வேறுபாட்டிற்கு விகிதாசாரமாக இருக்கும் இடத்தில் பயன்படுத்தப்படுகிறது. 100 மற்றும் \(200~\upmu \text {m}\ ) பயனுள்ள பீம் விட்டம்.
மேக்ரோஸ்கோபிக் கணித மாதிரியைப் பயன்படுத்தி உருகிய மண்டலத்தின் எண் உருவகப்படுத்துதலின் முடிவுகளை படம் 3 காட்டுகிறது. இணைவு மண்டலத்தின் விட்டம் \(200~\upmu \text {m}\) (\(100~\upmu \text {m}\) ஆரம்) மற்றும் \(40~\upmu \ text {0} உடன் உள்ளுர் வெப்பநிலையுடன் 1 ஆழம் 0~\text {K}\) துடிப்பு பண்பேற்றத்தின் அதிக இடைப்பட்ட காரணி காரணமாக உள்ளது. வெப்பமாக்கல் \(V_h\) மற்றும் குளிரூட்டும் \(V_c\) விகிதங்கள் முறையே \(10^7\) மற்றும் \(10^6~\text {K}/\text {s}\) வரிசையில் உள்ளன. இந்த மதிப்புகள் \(4h வரிசைக்கு இடையேயான அளவு வேறுபாடு \(4h) மதிப்புகள் V_c\) மேற்பரப்பு அடுக்கு விரைவாக வெப்பமடைகிறது, அங்கு அடி மூலக்கூறுக்கு வெப்ப கடத்தல் வெப்பத்தை அகற்ற போதுமானதாக இல்லை. எனவே, \(t=26~\upmu \text {s}\) இல் மேற்பரப்பு வெப்பநிலை \(4800~\text {K}\) வரை உச்சத்தை அடைகிறது.
316L மாதிரித் தட்டில் ஒற்றை லேசர் துடிப்பின் உருகும் மண்டலத்தின் எண்ணியல் உருவகப்படுத்துதல் முடிவுகள். துடிப்பின் தொடக்கத்திலிருந்து உருகிய குளத்தின் ஆழம் வரை அதிகபட்ச மதிப்பை அடையும் நேரம் \(180~\upmu\text {s}\). சமவெப்பம்\(T = T_L = 1723~\) இடையே உள்ள சமவெப்பம்\(T = T_L = 1723~\) பட்டிக்கு இடையே உள்ள திடப் பட்டியைக் குறிக்கிறது. மஞ்சள் கோடுகள்) அடுத்த பகுதியில் வெப்பநிலையின் செயல்பாடாக கணக்கிடப்படும் மகசூல் அழுத்தத்திற்கு ஒத்திருக்கும். எனவே, இரண்டு ஐசோலைன்கள் (ஐசோதெர்ம்கள்\(T=T_L\) மற்றும் ஐசோபார்கள்\(\sigma =\sigma _V(T)\)) இடையே உள்ள களத்தில், திடமான கட்டம் வலுவான இயந்திர சுமைகளுக்கு உட்பட்டது, இது நுண்ணுயிர் மாற்றங்களுக்கு வழிவகுக்கும்.
இந்த விளைவு படம் 4A இல் மேலும் விளக்கப்பட்டுள்ளது, அங்கு உருகிய மண்டலத்தில் அழுத்தம் நிலை மேற்பரப்பில் இருந்து நேரம் மற்றும் தூரத்தின் செயல்பாடாக திட்டமிடப்பட்டுள்ளது. முதல், அழுத்தம் நடத்தை மேலே விவரிக்கப்பட்டுள்ள லேசர் துடிப்பு தீவிரத்தின் பண்பேற்றத்துடன் தொடர்புடையது. கட்டுப்பாட்டு புள்ளியில் உள்ள உள்ளூர் அழுத்தத்தில் \ (500 ~ \ உரை {khz} \) அதிர்வெண் போன்ற அதே ஊசலாட்ட பண்புகள் உள்ளன. இதன் பொருள் மீயொலி அழுத்த அலைகள் மேற்பரப்பில் உருவாக்கப்பட்டு பின்னர் அடி மூலக்கூறில் பிரச்சாரம் செய்கின்றன.
உருகும் மண்டலத்திற்கு அருகிலுள்ள சிதைவு மண்டலத்தின் கணக்கிடப்பட்ட பண்புகள் படம் 4b இல் காட்டப்பட்டுள்ளன. லேசர் நீக்கம் மற்றும் தெர்மோலாஸ்டிக் அழுத்தமானது மீள் சிதைவு அலைகளை உருவாக்குகிறது, அவை அடி மூலக்கூறில் பரவுகின்றன. படத்தில் இருந்து பார்க்கக்கூடியது போல், மன அழுத்தத்தை உருவாக்குவதற்கான இரண்டு நிலைகள் உள்ளன. முதல் கட்டத்தில் \(t <40~\upmu) \(t <40~\upmu\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\' மேற்பரப்பு அழுத்தத்தை ஒத்த துலேஷன். லேசர் நீக்கம் காரணமாக இந்த அழுத்தம் ஏற்படுகிறது, மேலும் ஆரம்ப வெப்பத்தால் பாதிக்கப்பட்ட மண்டலம் மிகவும் சிறியதாக இருந்ததால் கட்டுப்பாட்டு புள்ளிகளில் தெர்மோலாஸ்டிக் அழுத்தம் காணப்படவில்லை. அடி மூலக்கூறில் வெப்பம் சிதறும்போது, ​​கட்டுப்பாட்டு புள்ளி மேலே \(40~\text {MPa}\) உயர் தெர்மோலாஸ்டிக் அழுத்தத்தை உருவாக்குகிறது.
பெறப்பட்ட பண்பேற்றப்பட்ட அழுத்த நிலைகள் திட-திரவ இடைமுகத்தில் குறிப்பிடத்தக்க தாக்கத்தை ஏற்படுத்துகிறது மற்றும் திடப்படுத்துதல் பாதையை நிர்வகிக்கும் கட்டுப்பாட்டு பொறிமுறையாக இருக்கலாம். உருகும் மண்டலத்தின் அளவு உருகும் மண்டலத்தை விட 2 முதல் 3 மடங்கு பெரியது. படம் 3 இல் காட்டப்பட்டுள்ளபடி, உருகும் சமவெப்பத்தின் இருப்பிடம் மற்றும் உள்ளூர் அழுத்தத்தை ஒப்பிடும்போது அதிக அழுத்தத்தை வழங்குகிறது. உடனடி நேரத்தைப் பொறுத்து 300 மற்றும் \(800~\upmu \text {m}\) இடையே பயனுள்ள விட்டம் கொண்ட பகுதிகள்.
எனவே, துடிப்புள்ள லேசர் அனீலிங் சிக்கலான பண்பேற்றம் மீயொலி விளைவு வழிவகுக்கிறது. மீயொலி ஏற்றுதல் இல்லாமல் SLM ஒப்பிடும்போது நுண் கட்டமைப்பு தேர்வு பாதை வேறுபட்டது. சிதைந்த நிலையற்ற பகுதிகள் சுருக்க சுழற்சிகள் மற்றும் திட கட்டத்தில் நீட்டிக்க வழிவகுக்கும். கீழே காட்டப்பட்டுள்ளபடி பண்புகள் வேண்டுமென்றே மாற்றப்படலாம். பெறப்பட்ட முடிவுகள் பல்ஸ் மாடுலேஷன்-தூண்டப்பட்ட அல்ட்ராசவுண்ட்-உந்துதல் எஸ்எல்எம் முன்மாதிரி வடிவமைப்பதற்கான வாய்ப்பை வழங்குகின்றன. இந்த விஷயத்தில், பிற இடங்களில் பயன்படுத்தப்படும் பைசோ எலக்ட்ரிக் இண்டக்டர் 26 விலக்கப்படலாம்.
(அ) ​​சமச்சீர் அச்சில் மேற்பரப்பு 0, 20 மற்றும் \(40~\upmu \text {m}\) இலிருந்து வெவ்வேறு தூரங்களில் கணக்கிடப்படும் நேரத்தின் செயல்பாடாக அழுத்தம்.(b) 70, 120 மற்றும் \(170~} உரையிலிருந்து \(170~)
AISI 321H துருப்பிடிக்காத எஃகு தகடுகளில் பரிமாணங்கள் \(20\times 20\times 5~\text {mm}\) சோதனைகள் செய்யப்பட்டன. ஒவ்வொரு லேசர் துடிப்புக்கும் பிறகு, தட்டு நகர்கிறது \(50~\upmu \text {m}\), மற்றும் லேசர் கற்றை இடுப்பில் இருந்து \(50~\upmu \text {m}\) அளவுகள் கொண்ட துருப்பிடிக்காத எஃகு தகடுகள். தானிய சுத்திகரிப்புக்காக பதப்படுத்தப்பட்ட பொருளை மீண்டும் உருகச் செய்ய அதே பாதையில் செய்யப்படுகிறது. எல்லா சந்தர்ப்பங்களிலும், லேசர் கதிர்வீச்சின் ஊசலாட்டக் கூறுகளைப் பொறுத்து, ரீமெல்ட் மண்டலம் ஒலிக்கப்பட்டது. இதன் விளைவாக சராசரி தானிய பரப்பளவில் 5 மடங்கு குறைப்பு ஏற்படுகிறது. படம் 5 காட்டுகிறது.
சப்பிளாட்கள் (a,d,g,j) மற்றும் (b,e,h,k) - லேசர் உருகிய பகுதிகளின் நுண் கட்டமைப்பு, துணைப்பகுதிகள் (c,f,i,l) - வண்ண தானியங்களின் பரப்பளவு.ஷேடிங் என்பது ஹிஸ்டோகிராமைக் கணக்கிடப் பயன்படும் துகள்களைக் குறிக்கிறது. நிறங்கள் தானியப் பகுதிகளுடன் ஒத்துப்போகின்றன (ஹிஸ்டோகிராமின் மேலே உள்ள வண்ணப் பட்டையைப் பார்க்கவும். துணைப் பகுதிகள் (ஏசி) சிகிச்சையளிக்கப்படாத துருப்பிடிக்காத எஃகுக்கு ஒத்திருக்கிறது, மேலும் துணைப் பகுதிகள் (டிஎஃப்), (ஜி), (ஜேஎல்) 1, 3 மற்றும் 5 ரீமெல்ட்டுகளுக்கு ஒத்திருக்கும்.
அடுத்தடுத்த பாஸ்களுக்கு இடையே லேசர் துடிப்பு ஆற்றல் மாறாது என்பதால், உருகிய மண்டலத்தின் ஆழம் ஒரே மாதிரியாக இருக்கும். இதனால், அடுத்தடுத்த சேனல் முந்தையதை முழுவதுமாக "கவர்" செய்கிறது. இருப்பினும், சராசரி மற்றும் இடைநிலை தானிய பகுதியின் சராசரி மற்றும் சராசரி தானிய பரப்பளவு குறைகிறது என்பதை இது காட்டுகிறது. லேசர் உருகுவதை விட அடி மூலக்கூறில் செயல்படுவதை இது குறிக்கலாம்.
தானிய சுத்திகரிப்பு உருகிய குளத்தின் விரைவான குளிர்ச்சியால் ஏற்படலாம். இலவச-இயங்கும் முறையில் Nd:YAG லேசரின் சோதனை முடிவுகள். இருப்பினும், ஒரு வழக்கமான நெடுவரிசை அமைப்பு காணப்பட்டது.
தொடர்ச்சியான அலை லேசரின் லேசர் உருகிய பகுதியின் நுண் கட்டமைப்பு (300 W நிலையான சக்தி, 200 மிமீ/வி ஸ்கேன் வேகம், AISI 321H துருப்பிடிக்காத எஃகு).
(அ) ​​தொடர்ச்சியான அலை லேசர் (100 W நிலையான சக்தி, 200 மிமீ/வி ஸ்கேன் வேகம், AISI 316L துருப்பிடிக்காத எஃகு)\ (\sim 2~\text {mbar}\) மூலம் வெற்றிடத்தில் லேசர்-உருகிய பகுதியின் மைக்ரோஸ்ட்ரக்சர் மற்றும் (b) எலக்ட்ரான் பேக்ஸ்கேட்டர் டிஃப்ராஃப்ரக்ஷன் படங்கள்.
எனவே, லேசர் துடிப்பு தீவிரத்தின் சிக்கலான பண்பேற்றம் விளைவான நுண் கட்டமைப்பில் குறிப்பிடத்தக்க தாக்கத்தை ஏற்படுத்துகிறது என்பது தெளிவாகக் காட்டப்பட்டுள்ளது. இந்த விளைவு இயந்திர இயல்புடையது என்றும், வெளியில் ஆழமாக உருகும் கதிரியக்க மேற்பரப்பில் இருந்து பரவும் மீயொலி அதிர்வுகளின் தலைமுறையின் காரணமாக நிகழ்கிறது என்றும் நாங்கள் நம்புகிறோம். Ti-6Al-4V அலாய் 26 மற்றும் துருப்பிடிக்காத எஃகு 34 உள்ளிட்ட பல்வேறு பொருட்களில் உயர்-தீவிர அல்ட்ராசவுண்ட் வழங்கும் s மற்றும் sonotrodes விளைவாக. சாத்தியமான வழிமுறை பின்வருமாறு ஊகிக்கப்படுகிறது. தீவிர அல்ட்ராசவுண்ட் ஒலி குழிவுறுதல் ஏற்படலாம், இது அதிவிரைவில் நிரூபணம் செய்யப்பட்டுள்ளது. உருகிய பொருள், அதன் முன் அழுத்தம் சுமார் \(100~\text {MPa}\) 69. இத்தகைய அதிர்ச்சி அலைகள் மொத்த திரவங்களில் முக்கியமான அளவிலான திட-நிலை கருக்கள் உருவாவதை ஊக்குவிக்கும் அளவுக்கு வலுவாக இருக்கலாம், இது அடுக்கு-அடுக்கு-அடுக்கு சேர்க்கை உற்பத்தியின் வழக்கமான நெடுவரிசை தானிய அமைப்பை சீர்குலைக்கும்.
இங்கே, நாம் தீவிர sonication மூலம் கட்டமைப்பு மாற்றத்திற்கு பொறுப்பான மற்றொரு பொறிமுறையை முன்மொழிகிறோம்.உடனடியாக திடப்படுத்தப்பட்ட பிறகு, பொருள் உருகும் புள்ளிக்கு அருகில் அதிக வெப்பநிலையில் உள்ளது மற்றும் மிகக் குறைந்த மகசூல் அழுத்தத்தைக் கொண்டுள்ளது. தீவிர மீயொலி அலைகள் வெப்பமான, வெறும் திடப்படுத்தப்பட்ட பொருட்களின் தானிய அமைப்பை மாற்ற பிளாஸ்டிக் ஓட்டத்தை ஏற்படுத்தும். இருப்பினும், வெப்பநிலை 1 இல் நம்பகமான சோதனை தரவு. K}\) (படம் 8 ஐப் பார்க்கவும்).எனவே, இந்தக் கருதுகோளைச் சோதிக்க, உருகுநிலைக்கு அருகில் உள்ள மகசூல் அழுத்த நடத்தையை மதிப்பிடுவதற்காக, AISI 316 L எஃகுக்கு ஒத்த Fe-Cr-Ni கலவையின் மூலக்கூறு இயக்கவியல் (MD) உருவகப்படுத்துதல்களைச் செய்தோம். மகசூல் அழுத்தத்தைக் கணக்கிட, 70 MDF நுட்பத்தைப் பயன்படுத்தினோம். அணு தொடர்பு கணக்கீடுகள், நாங்கள் 74 இலிருந்து உட்பொதிக்கப்பட்ட அணு மாதிரியை (EAM) பயன்படுத்தினோம். MD உருவகப்படுத்துதல்கள் LAMMPS குறியீடுகள் 75,76 ஐப் பயன்படுத்தி நிகழ்த்தப்பட்டன. MD உருவகப்படுத்துதல்களின் விவரங்கள் வேறு இடங்களில் வெளியிடப்படும். வெப்பநிலையின் செயல்பாடாக மகசூல் அழுத்தத்தின் MD கணக்கீடு முடிவுகள் படம். 8 இல் காட்டப்பட்டுள்ளன.
AISI தரம் 316 ஆஸ்டெனிடிக் துருப்பிடிக்காத எஃகு மற்றும் மாடல் கலவை மற்றும் MD உருவகப்படுத்துதல்களுக்கான வெப்பநிலைக்கான மகசூல் அழுத்தம். மேற்கோள்களிலிருந்து பரிசோதனை அளவீடுகள்: (a) 77, (b) 78, (c) 79, (d) 80, (e) 81. அழுத்தத்தின் போது அழுத்தத்தை அளவிடும் போது 81. (f) 82 என்பது அழுத்தத்தின் போது அழுத்தத்தை அளவிடும். -உதவி சேர்க்கை உற்பத்தி.இந்த ஆய்வில் உள்ள பெரிய அளவிலான MD உருவகப்படுத்துதல்களின் முடிவுகள் குறைபாடு இல்லாத எல்லையற்ற ஒற்றைப் படிகத்திற்கு \(\vartriangleft\) எனவும், வரையறுக்கப்பட்ட தானியங்களுக்கு \(\vartriangleright\) எனவும் குறிப்பிடப்படுகிறது.
\(T>1500~\text {K}\) இல் மகசூல் அழுத்தம் \(40~\text {MPa}\) கீழே குறைவதைக் காணலாம். மறுபுறம், லேசர்-உருவாக்கப்பட்ட மீயொலி அலைவீச்சு \(40~\text {MPa}\) ஐ விட அதிகமாக இருக்கும் என்று மதிப்பீடுகள் கணித்துள்ளன.
SLM இன் போது 12Cr18Ni10Ti (AISI 321H) ஆஸ்டெனிடிக் ஸ்டெயின்லெஸ் ஸ்டீலின் நுண் கட்டமைப்பு உருவாக்கம் சிக்கலான தீவிரம்-பண்பேற்றப்பட்ட துடிப்புள்ள லேசர் மூலத்தைப் பயன்படுத்தி சோதனை ரீதியாக ஆராயப்பட்டது.
1, 3 அல்லது 5 பாஸ்களுக்குப் பிறகு தொடர்ச்சியான லேசர் ரீமெல்டிங் காரணமாக லேசர் உருகும் மண்டலத்தில் தானிய அளவு குறைப்பு கண்டறியப்பட்டது.
மேக்ரோஸ்கோபிக் மாடலிங், மீயொலி சிதைவு திடப்படுத்தல் முன்பகுதியை சாதகமாக பாதிக்கக்கூடிய பகுதியின் மதிப்பிடப்பட்ட அளவு \(1~\text {mm}\) வரை இருக்கும் என்பதைக் காட்டுகிறது.
மைக்ரோஸ்கோபிக் MD மாதிரியானது, AISI 316 ஆஸ்டெனிடிக் ஸ்டெயின்லெஸ் ஸ்டீலின் மகசூல் வலிமையானது உருகுநிலைக்கு அருகில் \(40~\text {MPa}\)க்கு கணிசமாகக் குறைக்கப்பட்டுள்ளது என்பதைக் காட்டுகிறது.
பெறப்பட்ட முடிவுகள் சிக்கலான பண்பேற்றப்பட்ட லேசர் செயலாக்கத்தைப் பயன்படுத்தி பொருட்களின் நுண் கட்டமைப்பைக் கட்டுப்படுத்துவதற்கான ஒரு முறையை பரிந்துரைக்கின்றன மற்றும் துடிப்புள்ள SLM நுட்பத்தின் புதிய மாற்றங்களை உருவாக்குவதற்கான அடிப்படையாக இது செயல்படும்.
லியு, ஒய். மற்றும் பலர். நுண் கட்டமைப்பு பரிணாமம் மற்றும் லேசர் தேர்ந்தெடுக்கப்பட்ட உருகுதல் மூலம் சிட்டு TiB2/AlSi10Mg கலவைகளின் இயந்திர பண்புகள் [J].J.Alloys.compound.853, 157287. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2020.157287 (2021).
காவோ, எஸ். மற்றும் பலர்ஜர்னல் ஆஃப் அல்மா மேட்டர்.200, 366–377.https://doi.org/10.1016/j.actamat.2020.09.015 (2020).
சென், எக்ஸ்10, 15870.https://doi.org/10.1038/s41598-020-72627-x (2020).
Azarniya, A. மற்றும் பலர். லேசர் உலோக படிவு (LMD) மூலம் Ti-6Al-4V பாகங்களின் சேர்க்கை உற்பத்தி: செயல்முறை, நுண் கட்டமைப்பு மற்றும் இயந்திர பண்புகள்.ஜே.Alloys.compound.804, 163–191.https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2019.04.255 (2019).
குமாரா, சி. மற்றும் பலர்.அலாய் 718 இன் ஆற்றல் படிவத்தை இயக்கிய லேசர் உலோகப் பொடியின் நுண் கட்டமைப்பு மாதிரியாக்கம்.
Busey, M. et al.Parametric Neutron Bragg Edge Imaging Study of additively Manufactured Samples by Laser Shock Peening.science.Rep.11, 14919.https://doi.org/10.1038/s41598-021-94455-3 (2021).
Tan, X. et al.Ti-6Al-4V இன் கிரேடியன்ட் மைக்ரோஸ்ட்ரக்சர் மற்றும் மெக்கானிக்கல் பண்புகள் எலக்ட்ரான் கற்றை உருகுவதன் மூலம் சேர்க்கப்பட்டது