雷射脈衝能在金屬表面產生峰值高達10000000000Pa的應力波,假若在金屬表面塗上一層能透過入射雷射的從財力哦啊啊,雷射產生的應力波幅值就會明顯升高,這些應力波幅值的升高倍數受控於雷射加熱透明材料的溫度,近似於入射雷射脈衝的波形。
應力波的衰變時間慢於雷射脈衝的衰變時間,因為它取決於周圍材料的作用速率以及從加熱得到氣體進入較冷臨界材料的熱導率。這種應力波足以使金屬產生強烈塑性變形,即使在有氣體的環境中進行試驗也是如此。雷射具有在材料中產生高應力場的能力,人們利用雷射產生的應力波使金屬或合金產生高爆炸性或快速平面衝擊的變形來改變材料的性能。
目前一般採用釹玻璃脈衝雷射進行衝擊強化金屬的研究以及應用。然而從紅外可見光波段到接近紫外光區域波長範圍的雷射也具有類似的功能,這種雷射產生的效力波對金屬材料的影響包括提高表面強度,提高屈服強度以及提高某些金屬得到疲勞壽命。
雷射在金屬靶中的作用過程,首先是經典的電磁輻射以及與金屬導體的作用,然後是加熱等離子體(其吸收係數有逆韌致輻射所支配),採用撞他愛方程來敘述由各項(包括零溫度行為)疊加的金屬靶的行為,包括大粒子的熱運動以及電子的熱激勵和熱致電離。傳熱過程包括金屬原子在等離子被電離的電子中的輻射擴散以及傳導。應力波的波形以及振幅取決於被加熱氣體的熱過程,該過程由作用於表面的雷射作用時間所控制|(短時間內吸收雷射的能量以避免能量從作用區域損失掉),並受到流體力學過程的影響。這兩種影響均會減少應力波的幅值,熱傳導導致吸收材料的氣化熱,會影響應力波場。特別是會降低功率密度。
研究材料在雷射衝擊下的效應,首先要觀察合金的硬度和拉伸性能,以及組織結構的變化。
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