Laser-Metal Etkileşiminde Sıcaklık ve Basınç Değişimlerinin İncelenmesi

Year 2003, Volume: 19 Issue: 1, 18 - 27, 01.06.2003

Abdurrahim Bölükbaşı İsak Kotcioğlu Bekir Sami Yılbaş Muammer Zırzakıran

Abstract

Laser ışımasına maruz kalan bir metalde meydana gelen ısı transferi olayı ısı iletim teorisi ile açıklanır. Bir metaldeki moleküllerin hız dağılımı için Maxwell Kanunu, absorbe edilen ışın akışı için enerjinin korunumu ve sıcaklığın bir fonksiyonu olarak gizli ısı ifadeleri bu karışık problemin çözülmesinde kullanılmıştır. Böyle bir analizin neticesinde dengede ısı üretimi ve ısıl yayılma, sıvı yüzeyden buharlaşma, eriyen sahada nükleasyon, kritik nokta patlaması ve süper ısıtılmış bir katı yüzeyden buharlaşma mekanizmaları tanımlanmıştır.Denge şartları altında daha önce izah edilmemiş olan buhar ve metal ejeksiyonu mekanizması alüminyum, bakır, çelik ve tungsten için tanımlanmıştır. Denge şartlarının gerçekleşmediği sıvı patlaması olayı ise durulma zamanı esas alınarak tahmin edilmiştir

INVESTIGATION OF CHANGING TEMPERATURE AND PRESSURE IN LASER-METAL INTERACTION

Abstract

The heating process in a metal subject to laser radiation is theoretically explored to the limit that is possible with condition theory. Maxwell’s law for the distribution of velocities of the molecules in a metal, the conservation of energy for the absorbed light flux and the formulation of latent heat as a function of temperature are used to solve the complex problem. In the result of such an analysis is described heat production and thermal diffusion in equilibrium, vaporization from a liquid surface, critical point explosions and vaporization from a super heated solid surface mechanisms.Under equilibrium conditions of surface interaction, the division between pure vaporization and the hitherto unexplained phenomenon of liquid ejection is described graphically for aluminium, cooper, iron and tungsten. Finally, relaxation times are used to predict laser performance in burst mode, where equilibrium conditions may not be reached