本文關鍵詞： 激光技術 激光燒蝕 等離子體 光譜特性 物理模型　出處：《光學學報》2017年04期 　論文類型：期刊論文

【摘要】：采用光柵光譜儀測量了單脈沖激光燒蝕青銅金剛石砂輪的等離子體空間分辨發(fā)射光譜,計算得到單脈沖激光燒蝕下等離子體電子溫度約為5220K,距離砂輪表面0~0.35 mm范圍內(nèi)等離子體電子密度值為0.5×10~(16)~1.8×10~(16) cm~(-3)。建立了單脈沖激光燒蝕青銅金剛石砂輪的等離子體濃度空間分布模型以及等溫膨脹動力學方程,仿真結果表明,在一個脈沖時間內(nèi),等離子體等溫膨脹速度最大值出現(xiàn)在25ns左右,等離子體濃度最大值(1.8943×10~(16) cm~(-3))出現(xiàn)在距離砂輪表面0.05mm處,且等離子體屏蔽作用小,實際燒蝕中可以不予考慮。試驗結果與數(shù)值仿真結果數(shù)量級基本一致,驗證了等離子體物理模型的正確性。研究結果對優(yōu)化脈沖激光燒蝕工藝具有指導作用。
[Abstract]:The plasma spatial resolved emission spectra of bronze diamond grinding wheel with monopulse laser ablation were measured by grating spectrometer. The plasma electron temperature of monopulse laser ablation is about 5220K, and the plasma electron density is 0.5 脳 10 ~ (10) ~ (16) ~ (1.8 脳 10 ~ (-1) ~ (16)) cm ~ (-1) C ~ (-1) in the range of 0.35 mm from the surface of grinding wheel. The plasma concentration of monopulse laser ablated bronze diamond grinding wheel has been established. Spatial distribution model and isothermal expansion kinetic equation, The simulation results show that in a pulse time, the maximum isothermal expansion velocity of the plasma appears at about 25ns, and the maximum plasma concentration is 1.8943 脳 10 ~ (-4) cm ~ (-3) ~ (3)) it appears at a distance of 0.05mm from the surface of the grinding wheel, and the shielding effect of the plasma is small. The experimental results are in good agreement with the numerical simulation results, which verify the correctness of the plasma physical model. The results can be used to optimize the pulsed laser ablation process.
【作者單位】： 湖南工業(yè)大學機械工程學院;湖南大學汽車車身先進設計制造國家重點實驗室;
【基金】：國家自然科學基金(51375161) 國家科技重大專項(2012ZX04003101)
【分類號】：O53;TN249

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本文編號：1548128