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 ، تور بېكەتنى ئۇسلۇب ۋە JavaScript كۆرسەتمەيمىز.
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 جەريانىنىڭ كۆپ خىل بولۇشىغا قارىماي ، زاپچاسلار كەمتۈك بولۇشى مۇمكىن. ئېپىتاكسىمان داننىڭ ئۆسۈشىنى ۋە كۆرۈنەرلىك جاراھەتنى كەلتۈرۈپ چىقىرىدۇ.نەتىجىدە كۆرسىتىلىشىچە ، ئىسسىقلىق رېئاكسىيەسى ، سوۋۇتۇش نىسبىتى ۋە قېتىشما تەركىبلەرنى كونترول قىلىش ياكى ھەر خىل خۇسۇسىيەتلەرنىڭ سىرتقى ئېتىزى (مەسىلەن ، ئۇلترا ئاۋاز دولقۇنى) ئارقىلىق قوشۇمچە فىزىكىلىق زەربە بېرىش كېرەك.
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 خىل ئەھۋالدا ، سىرتقى ساھە قاتتىقلىشىش جەريانىغا كۆرۈنەرلىك تەسىر كۆرسىتىدۇ. 28 ۋە تەۋرىنىش 29 ، تومۇر سوقۇلغان پلازما ئەگمىسى 30،31 ۋە باشقا ئۇسۇللار 32.
بۇ ئەسەردە ، بىز ئېرىتىلگەن لازېرنىڭ ئۆزى ھاسىل قىلغان ئاۋاز دولقۇنى بىلەن ئېرىتىلگەن كۆلچەكنى سونىكلاش ئارقىلىق ئاۋستېنتىك داتلاشماس پولاتنىڭ ئاشلىق قۇرۇلمىسىنى ئۆزگەرتىش مۇمكىنچىلىكىنى تەكشۈردۇق. كۈچلۈكلۈك بىلەن تەقلىد قىلىنغان لازېر رادىئاتسىيەسىگە .شۇڭا ، تېخنىكىلىق جەھەتتىن ، لازېر يۈزىنى بىر تەرەپ قىلىش ئېلىپ بېرىلىدۇ. قانداقلا بولمىسۇن ، ئەگەر بۇ خىل لازېرلىق داۋالاش ھەر بىر قەۋەت يۈزىدە ئېلىپ بېرىلسا ، قاتلاممۇ-قاتلام قۇرۇش جەريانىدا ، پۈتكۈل ھەجىمگە ياكى ئاۋازنىڭ تاللانغان قىسمىغا تەسىر كۆرسىتىدۇ. باشقىچە قىلىپ ئېيتقاندا ، ئەگەر بۇ بۆلەك قاتلاممۇ-قاتلام ياسالغان بولسا ، ھەر بىر قەۋەتنىڭ لازېر يۈزىنى بىر تەرەپ قىلىش بىلەن باراۋەر.
ئۇلترا ئاۋاز دولقۇنىدىكى ئۇلترا ئاۋاز دولقۇنى ئارقىلىق داۋالاشتا ، تۇراقلىق ئاۋاز دولقۇنىنىڭ ئۇلترا ئاۋاز دولقۇنىدىكى ئېنىرگىيىسى پۈتۈن زاپچاسلارغا تارقالغان بولسا ، لازېر نۇرلۇق ئۇلترا ئاۋاز دولقۇنىنىڭ كۈچلۈكلۈكى لازېر رادىئاتسىيىسى سۈمۈرۈلگەن ئورۇنغا يېقىنلىشىدۇ. 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. \
كۆرسىتىپ ئۆتۈشكە تېگىشلىكى شۇكى ، بىۋاسىتە لازېرلىق مېتال چۆكۈشتە كۈچلۈكلۈك مودۇللانغان لازېر رادىئاتسىيەسىنى ئىشلىتىش ئاكتىپ تەتقىقات رايونى 35،36،37،38.
لازېر رادىئاتسىيىسىنىڭ ھادىسىنىڭ ئىسسىقلىق تەسىرى 39 ، 40 لازېر تېخنىكىسىنىڭ ھەممىسىنى دېگۈدەك ماتېرىيال پىششىقلاپ ئىشلەشنىڭ ئاساسى ، مەسىلەن 41 كېسىش ، كەپشەرلەش ، قاتتىقلاشتۇرۇش ، بۇرغىلاش 42 ، يەر يۈزىنى تازىلاش ، يەر يۈزى قېتىشمىسى ، يەر يۈزىنى سىلىقلاش قاتارلىقلار.
كۆرسىتىپ ئۆتۈشكە تېگىشلىكى شۇكى ، سۈمۈرۈلۈش ۋاستىسىدىكى لازېرلىق ھەرىكەتنى ئۆز ئىچىگە ئالغان ۋاستىدىكى ھەر قانداق تۇراقسىز ھەرىكەت ئۇنىڭدا ئازدۇر-كۆپتۇر ئۈنۈم بىلەن ئاكۇستىك دولقۇننىڭ غىدىقلىشىنى كەلتۈرۈپ چىقىرىدۇ. دەسلەپكى قەدەمدە ، ئاساسلىق مۇھىم نۇقتا سۇيۇقلۇقتىكى دولقۇننىڭ لازېرلىق غىدىقلىنىشى ۋە ئاۋازنىڭ ھەر خىل ئىسسىقلىق قوزغىتىش مېخانىزىمى (ئىسسىقلىق كېڭەيتىش ، پارغا ئايلىنىش ، فازا ئۆتۈش جەريانىدىكى ئاۋازنىڭ ئۆزگىرىشى ، تارىيىش قاتارلىقلار.) ، 47 ، 48 ، 49.
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 ھالەتتە ھەرىكەت قىلىدۇ (تومۇرنىڭ ئۇزۇنلۇقى \ (\ tau _L \ sim 150 ~ \ upmu \ text {s} \)). نىشاندىكى ئېنېرگىيە \ (E_L \ sim 20 ~ \ تېكىست {mJ} \) دىن \ (E_L \ sim 100 ~ \ تېكىست {mJ} \) غا ئوخشىمايدۇ. نۇر دەستىسى پارچىلىغۇچتىن ئەكس ئەتتۈرۈلگەن لازېر نۇرى بىرلا ۋاقىتتا سانلىق مەلۇماتقا ئېرىشىش ئۈچۈن فوتودىئودقا تەمىنلىنىدۇ ، ئىككى خىل ئىسسىقلىق ئېنىرگىيىسى (فوتودىئود ۋە قىسقا ۋاقىت ئىچىدە ئىنكاس قايتۇرىدۇ). \ (<10 ~ \ text {ns} \)) ھادىسىنى ئېنىقلاش ۋە ئوپتىكىلىق قۇۋۋەتنى ئەكس ئەتتۈرۈش. كالىمېتىر ۋە توك سائىتىنى تەڭشەش ئارقىلىق تېرموپولى تەكشۈرگۈچ Gentec-EO XLP12-3S-H2-D0 ۋە ئەۋرىشكە ئورنىغا ئورنىتىلغان دىئېلېكترىك ئەينەك ئارقىلىق مۇتلەق بىرلىككە قىممەت بېرىدۇ. \ \ \ \ \ ) ۋە نىشان يۈزىدىكى لامپا بەل 60– \ (100 ~ \ upmu \ تېكىست {m} \).
تەجرىبە قۇرۇلمىسىنىڭ ئىقتىدار سىخېما دىئاگراممىسى: 1 - لازېر2 - لازېر نۇرى3 - نېيترال زىچلىق سۈزگۈچ4 - ماس قەدەملىك فوتوئودى;5 - نۇر دەستىسى6 - دىئافراگما;7 - ھادىسە يورۇقلۇقىنىڭ ئىسسىقلىق مىقدارى8 - ئەكس ئەتتۈرۈلگەن نۇرنىڭ ئىسسىقلىق مىقدارى9 - ھادىسە نۇر دەستىسى10 - نۇرلۇق نۇر دەستىسى ؛11 - فوكۇس توغرىلاش ئەينىكى12 - ئەينەك;13 - ئەۋرىشكە;14 - كەڭ بەلۋاغلىق ئېلېكتر ئېنېرگىيىسى ئۆتكۈزگۈچ.15 - 2D ئايلاندۇرغۇچ;16 - ئورۇن بەلگىلەش مىكرو كونتروللىغۇچ;17 - ماس قەدەملىك ئورۇن18 - كۆپ خىل ئەۋرىشكە ئېلىش نىسبىتى بار كۆپ يوللۇق رەقەملىك سېتىۋېلىش سىستېمىسى19 - 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 چاستوتا مودۇلى بىلەن تەمىنلەيدۇ. ماتېرىيالنىڭ تارىيىشى ۋە پارغا ئايلىنىشى ، يۇقىرى چاستوتىلىق زاپچاس بولسا فوتوئاكتىپلىق ئېففېكتى سەۋەبىدىن ئۇلترا ئاۋاز دولقۇنىدىكى تەۋرىنىش بىلەن تەمىنلەيدۇ. لازېر ھاسىل قىلغان ئۇلترا ئاۋاز دولقۇنىنىڭ تومۇر 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} \). لازېر.
ئەۋرىشكە (b) نىڭ ئارقا يۈزىدىكى لازېر تومۇرنىڭ كۈچلۈكلۈك دەرىجىسى (a) ۋە ئاۋاز تېزلىكى ، لازېر تومۇرى سپېكترى (c) ۋە ئۇلترا ئاۋاز دولقۇنى (d) ئوتتۇرا ھېساب بىلەن بىر لازېر تومۇر (كۆك ئەگرى سىزىق) ئۈچۈن 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 ئىسسىقلىق ئېنىرگىيىلىك بېسىمنىڭ شەكىللىنىشىنى كەلتۈرۈپ چىقىرىدۇ. پاراشوك قەۋىتىنىڭ يېتەرلىك (% 20 گىچە) قىسمى كۈچلۈك پارغا ئايلىنىدۇ. يەرلىك بېسىم ۋە بېسىمنىڭ تارقىلىشى توغرىسىدا توغرا مىقدار سانلىق مەلۇماتلىرىغا ئېرىشىش ، ئىسسىقلىق ۋە تۈركۈملەپ يۆتكىلىشكە بىرلەشتۈرۈلگەن ئېلاستىك ئۆزگىرىشچان مەسىلىنىڭ مېسكوسكوپ تەقلىد قىلىنىشى ئېلىپ بېرىلىدۇ.
مودېلنىڭ باشقۇرۇش تەڭلىمىسى (1) تۇراقلىق ئىسسىقلىق ئۆتكۈزۈش تەڭلىمىسىنى ئۆز ئىچىگە ئالىدۇ ، بۇ يەردە 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 بېسىمىنىڭ. تېرموئېلاستىك بېسىمنىڭ تېمپېراتۇرا پەرقىگە ماس كېلىدىغان ئېلاستوپلاستىك بېسىم-بېسىم مۇناسىۋىتى ئىشلىتىلىدۇ. نامدىكى كۈچ \ (300 ~ \ تېكىست {W} \) ، چاستوتا \ (10 ​​^ 5 ~ \ تېكىست {Hz} \) ، ئارىلاپ كوئېففىتسېنت 100 ۋە
3-رەسىمدە ماكروسكوپىك ماتېماتىكىلىق مودېل ئارقىلىق ئېرىتىلگەن رايوننى سان تەقلىد قىلىش نەتىجىسى كۆرسىتىلدى. بىرىكىش رايونىنىڭ دىئامېتىرى \ (200 ~ \ upmu \ text {m} \) (\ (100 ~ \ upmu \ text {m} \) رادىئوسى) ۋە \ (40 ~ \ upmu \ text {m} \) چوڭقۇرلۇقتىكى تەقلىدىي نەتىجىنى كۆرسىتىدۇ. قىزىتىش \ (V_h \) ۋە سوۋۇتۇش \ (V_c \) نىسبىتى ئايرىم-ئايرىم ھالدا \ (10 ​​^ 7 \) ۋە \ (10 ​​^ 6 ~ \ تېكىست {K} / \ تېكىست {s} \) تەرتىپى بويىچە بولىدۇ. بۇ قىممەتلەر بىزنىڭ ئىلگىرىكى تەھلىلىمىز بىلەن بىردەك. 64. شۇڭلاشقا ، \ (t = 26 ~ \ upmu \ text {s} \) دە يەر يۈزىنىڭ تېمپېراتۇرىسى ئەڭ يۇقىرى پەللىگە چىقىدۇ (4800 ~ \ تېكىست {K} \). ماتېرىيالنىڭ كۈچلۈك پارلىنىشى ئەۋرىشكە يۈزىنىڭ ھەددىدىن زىيادە بېسىمغا ئۇچرىشى ۋە پوستىنىڭ سويۇلۇشىنى كەلتۈرۈپ چىقىرىدۇ.
316L ئەۋرىشكە تاختىسىدىكى يەككە لازېر تومۇرنىڭ ئۇلىنىشىنىڭ سان تەقلىد قىلىش نەتىجىسى. تومۇرنىڭ بېشىدىن ئېرىتىلگەن كۆلچەكنىڭ چوڭقۇرلۇقىغىچە بولغان ۋاقىت ئەڭ يۇقىرى قىممەتكە يېتىدۇ. \ (180 ~ \ upmu \ text {s} \). شۇڭلاشقا ، ئىككى يالغۇزلۇق (ئىزوتېرم \ (T = T_L \) بىلەن ئىزوبار \ (\ sigma = \ sigma _V (T) \)) ئارىسىدىكى دائىرە ئىچىدە ، قاتتىق باسقۇچ كۈچلۈك مېخانىكىلىق يۈكلەرگە ئۇچرايدۇ ، بۇ مىكرو قۇرۇلمىنىڭ ئۆزگىرىشىنى كەلتۈرۈپ چىقىرىشى مۇمكىن.
بۇ ئۈنۈم 4a رەسىمدە تېخىمۇ چۈشەندۈرۈلگەن بولۇپ ، 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 كۈچلۈكلۈكىنىڭ ئۆزگىرىشى بىلەن مۇناسىۋەتلىك. ئەڭ چوڭ بېسىم \ تېكىست {s} \) تەخمىنەن \ \ (500 ~ \ تېكىست {kHz} \) چاستوتىسى.
ئېرىتىش رايونىغا يېقىن ئۆزگىرىشچان رايوننىڭ ھېسابلانغان ئالاھىدىلىكى 4b رەسىمدە كۆرسىتىلدى. لازېر تاھارەت ۋە تېرموئېلاستىك بېسىم ئېلاستىكىلىق ئۆزگىرىشچان دولقۇن ھاسىل قىلىپ ، بالا ھەمرىيىگە كېڭىيىدۇ. رەسىمدىن كۆرۈۋېلىشقا بولىدۇكى ، بېسىم پەيدا قىلىشنىڭ ئىككى باسقۇچى بار. لازېر تاھارەت ئېلىش ، ھەمدە كونترول نۇقتىلىرىدا ئىسسىقلىق بېسىمى كۆرۈلمىگەن ، چۈنكى دەسلەپكى ئىسسىقلىق تەسىرىگە ئۇچرىغان رايون بەك كىچىك ئىدى. ئىسسىقلىق يەر ئاستىغا تارقىلىپ كەتسە ، 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. شۇ ۋاقىتنىڭ ئوخشىماسلىقىغا 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. شەكلى ئۆزگەرمىگەن تۇراقلىق رايونلار دەۋرىيلىك پىرىسلاش ۋە قاتتىق باسقۇچتا سوزۇلۇشنى كەلتۈرۈپ چىقىرىدۇ. - 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 قىسمى تەخمىنەن ((100 ~ \ upmu \ تېكىست {m} \)). تاللانغان رايون لازېر رادىئاتسىيىسىنىڭ تەۋرىنىش تەركىبلىرىگە ئاساسەن ياسالغان. 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.
Subplots (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.
دانىخورەك كۆتۈرۈلۈپ, داغسىز پولات-تۆمۈرنى تېز سوۋۇتۇشتىن كېلىپ چىقىدۇ. D: xag لاۋېر ھەقسىز ئىجرا ھالەتتە. مودېل, تىپىك ئىستاكان قۇرۇلمىسى كۆزىتىلگەن.
ئۇدا دولقۇن لازېرنىڭ لازېر ئېرىتىلگەن رايونىنىڭ مىكرو قۇرۇلمىسى (300 W تۇراقلىق قۇۋۋىتى ، 200 مىللىمېتىر / سكاننېرلاش سۈرئىتى ، AISI 321H داتلاشماس پولات).
.
شۇڭلاشقا ، لازېر تومۇرنىڭ كۈچلۈكلۈكىنىڭ 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 كېلىپ چىققان ئۇلترا ئاۋاز دولقۇنىدىكى تەۋرىنىشنىڭ پەيدا بولۇشىغا ئىشىنىمىز. ئوخشاش نەتىجىلەر 13 ، 26 ، 34 ، 66 ، 67 قاتارلىق يۇقىرى سۈرئەتلىك ئۇلترا ئاۋاز دولقۇنى ۋە سونوترودنى ئۆز ئىچىگە ئالىدۇ. بۇ خىل مېخانىزم تۆۋەندىكىدەك پەرەز قىلىنىدۇ. ئۇلترا ئاۋاز دولقۇنى ئاۋاز دولقۇنىنى كەلتۈرۈپ چىقىرىدۇ ، خۇددى ئۇلترا ئاۋاز دولقۇنىدا ماس قەدەملىك X نۇرى تەسۋىرىدە كۆرسىتىلگەندەك. كاۋاك كۆپۈكلىرىنىڭ يىمىرىلىشى ئۆز نۆۋىتىدە ئېرىتىلگەن ماتېرىيالدا سوقۇلۇش دولقۇنى پەيدا قىلىدۇ ، بۇ خىل بېسىمنىڭ كۈچلۈك بېسىمى كۈچلۈك بولغان كۈچلۈك زەررىچىلەرگە تەسىر كۆرسىتىدۇ. قاتمۇ-قات خۇرۇچ ياساشنىڭ ئاشلىق قۇرۇلمىسى.
بۇ يەردە ، بىز كۈچلۈك سونىك ئارقىلىق قۇرۇلمىنى ئۆزگەرتىشكە مەسئۇل باشقا بىر مېخانىزىمنى ئوتتۇرىغا قويدۇق. مۇستەھكەملەنگەندىن كېيىن ، ماتېرىيال ئېرىتىش نۇقتىسىغا يېقىن يۇقىرى تېمپېراتۇرىدا بولۇپ ، مەھسۇلاتنىڭ بېسىمى ئىنتايىن تۆۋەن بولىدۇ. كۈچلۈك ئۇلترا ئاۋاز دولقۇنى دولقۇنى سۇلياۋ ئېقىمىنىڭ ئىسسىق ، پەقەت مۇستەھكەم ماتېرىيالنىڭ دان قۇرۇلمىسىنى ئۆزگەرتىشىنى كەلتۈرۈپ چىقىرىدۇ. قانداقلا بولمىسۇن ، بىز بۇ مەھسۇلاتنىڭ تېمپېراتۇرىغا تايىنىشچانلىقى توغرىسىدىكى ئىشەنچلىك تەجرىبە سانلىق مەلۇماتلىرىنى تاپالايمىز. ئېرىتىش نۇقتىسىغا يېقىن ھوسۇل بېسىمى ھەرىكىتىنى باھالاش ئۈچۈن AISI 316 L پولاتقا ئوخشايدىغان Fe-Cr-Ni تەركىبىدىكى مولېكۇلا دىنامىك (MD) تەقلىد قىلىش ئېلىپ باردى. مەھسۇلات بېسىمىنى ھېسابلاش ئۈچۈن ، بىز 70 ، 71 ، 72 ، 73 دە تەپسىلىي بايان قىلىنغان MD قىرقىش بېسىمىنى بوشىتىش تېخنىكىسىنى قوللاندۇق. ئۇ تېمپېراتۇرا فۇنكسىيەسى سۈپىتىدە مەھسۇلات بېسىمىنىڭ MD ھېسابلاش نەتىجىسى 8-رەسىمدە بار بولغان تەجرىبە سانلىق مەلۇماتلىرى ۋە باشقا باھالاشلار 77,78,79,80,81,82.
AISI دەرىجىسىنىڭ 316 دەرىجىدىكى ئاۋستېنېتىك داتلاشماس پولات ۋە مودېلنىڭ MD تەقلىدىي تېمپېراتۇرىسى بىلەن ئۆرلەش بېسىمى. پايدىلانما تەجرىبە ئۆلچەش: (a) 77 ، (b) 78 ، (c) 79 ، (d) 80 ، (e) 81. پايدىلىنىش.) سول \) كەمتۈكسىز چەكسىز يەككە خرۇستال ۋە \ (\ vartriangleright \) زال-پېتچ مۇناسىۋىتى ئۆلچىمى ئارقىلىق ئوتتۇرىچە داننىڭ چوڭ-كىچىكلىكىنى نەزەردە تۇتۇپ ، چەكلىك دانچىلار ئۈچۈن \ (\ vartriangleright \).
بۇنىڭدىن كۆرۈۋېلىشقا بولىدۇكى ، \ (T> 1500 ~ \ تېكىست {K} \) ھوسۇل بېسىمى \ (40 ~ \ تېكىست {MPa} \) دىن تۆۋەنلەيدۇ. يەنە بىر تەرەپتىن ، مۆلچەردە 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. 316L داتلاشماس پولاتنىڭ لازېرلىق تال ئېرىتىش قۇرۇلمىسىنى قايتا قۇرۇش.Alma Mater Journal ۇرنىلى .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).
تەن ، X. قاتارلىقلار. Ti-6Al-4V نىڭ ئېلېكترونلۇق مىكرو نۇر قۇرۇلمىسى ۋە مېخانىكىلىق خۇسۇسىيىتى ئېلېكترونلۇق نۇرنىڭ ئېرىشى بىلەن خۇرۇچتىن ياسالغان. ئالما ماتېرىيال ژۇرنىلى .97 ، 1-16.