Разработка и исследование процесса бесконтактно-управляемой лазерной абляции слоистых материалов

• Автор: Мелюков, Дмитрий Валерьевич
• Шифр специальности: 05.02.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 140 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
ЕЛАВА Е Современное состояние технологии очистки поверхностей ответственных конструкций
Е1. Введение
1.2. Химическая очистка
1.3. Электрохимическая очистка
1.4. Физическая очистка
1.5. Лазерная абляция
1.6. Выводы главы
ЕЛАВА 2. Технологии бесконтактной и дистанционной неразрушающей диагностики
2.1. Введение
2.2. Активная неразрушающая тепловая диагностика
2.2.1. Тепловое излучение
2.2.2. Тепловые волны
2.2.3. Методики определения параметров
2.1. Выводы главы
ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ

ГЛАВА 3. Теоретический анализ технологии бесконтактноуправляемой лазерной абляции
3Л. Введение
3.2. Теоретические модели тепловой диагностики
3.3. Коэффициенты чувствительности
3.4. Параметрический анализ теоретических моделей
3.4.1. Однородное тело
3.4.2. Слой на подложке
3.4.3. Варьирование толщины слоя
3.5. Выводы главы
ГЛАВА 4. Экспериментальная установка
4.1. Установка лазерной абляции
4.2. Тепловой диагностики
4.2.1. Детектор теплового излучения
4.2.2. Источник нагрева
4.2.3. Схема установки
4.3. Выводы главы
ГЛАВА 5. Экспериментальные результаты и обсуждение
5.1. Проверка работоспособности экспериментальной установки тепловой диагностики

5.2. Обработка листовых материалов
5.3. Обработка образцов поверхности камеры термоядерного реактора
5.4. Лазерная абляция лопатки турбины
5.5. Выводы главы
ГЛАВА б. Технологические карты процесса бесконтактноуправляемой лазерной абляции и область применения
6.1. Технологическая карта бесконтактно управляемой лазерной абляции однородного слоя
6.2. Технологическая карта бесконтактно управляемой лазерной абляции неоднородного слоя
6.3. Область применения и точность способа
6.4. Перспективы исследований и применения технологии бесконтактно-управляемой лазерной абляции
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

до непрерывного с пятном нагрева от нескольких десятков микрометров до десятков сантиметров в диаметре.
Что касается схемы установки и типа детекторов, то этот выбор зависит от конкретной задачи, но следует отметить, что стоимость ИК камер на основе матрицы детекторов на порядок выше, чем у монодетекторов.
Таким образом, с помощью лазера мы можем бесконтактно производить локальный нагрев тела практически любой пространственной и временной формы и, как уже было отмечено, с помощью ИК детекторов можем измерять температуру поверхности тела и ее изменение при нагреве также бесконтактно и на больших расстояниях (до нескольких десятков метров). Эти преимущества позволяют использовать тепловой контроль в средах, где присутствие человека и/или непосредственный контакт с контролируемой поверхностью нежелательны (например, в атомной промышленности), а иногда и просто невозможны (операционные камеры с агрессивными средами, в том числе плазменные).
Следующим важным этапом тепловой диагностики является методика, позволяющая по измерению температуры поверхности, нагреваемой внешним источником, восстановить структуру материала. Такие методики называют также фототермическими (англ. рйо1оШегта1). На сегодняшний день разработано множество теоретических методов, подразделяемых по схеме эксперимента (прошедший и отраженный тепловой поток), типу источника нагрева (лампы, лазерный луч, электрический ток), типу детектора (монодетектор или камера) и характеру воздействия (импульсный, периодический, непрерывный) [35]. Применительно к наиболее распространенному лазерному нагреву основным выбором является характер его воздействия. Так использование импульсного нагрева позволяет сократить время измерений, но при этом снижает их точность и, напротив, применение периодического нагрева увеличивает точность измерений, но