本文選題：激光輻照 + 金屬玻璃�。� 參考：《稀有金屬》2017年10期

【摘要】：脈沖納秒激光輻照金屬玻璃材料會在表面產(chǎn)生一種特殊的波紋形貌,波紋的波長和振幅由內至外逐漸減小。利用掃描電鏡(SEM)和原子力顯微鏡(AFM)觀測了一種Ti基金屬玻璃Ti_(40)Zr_(25)Cu_(12)Ni_3Be_(20)(%,質量分數(shù))被納秒脈沖激光輻照后表面的波紋形貌。與Zr基和La金屬玻璃的實驗結果相比,Ti基金屬玻璃表面波紋形貌具有更廣的范圍和更小的特征尺度。在實驗觀測基礎上進行合理的假設來簡化模型,假設波紋形貌是由于小振幅表面波在深水域不可壓粘性液體中傳播,并在傳播過程中被凝固而形成的。考慮波群理論和等離子體與熔融液體相互作用的影響,對實驗結果進行理論分析。理論分析表明波長短的波傳播更快,凝固前波傳播的距離更遠,所以越靠近邊緣波的波長越短,分析結果也可以解釋Ti基金屬玻璃表面波紋范圍更廣的原因。此外,激光輻照金屬玻璃會電離產(chǎn)生等離子體,通過理論計算發(fā)現(xiàn)變化的等離子體速度、密度和粘性等條件也會影響波紋形貌的形成,不同等離子體條件對應不同的波數(shù),亦可通過實驗數(shù)據(jù)觀測的波數(shù)值反推等離子體條件。
[Abstract]:Pulsed nanosecond laser irradiation of metallic glass materials will produce a special corrugated shape on the surface, and the wavelength and amplitude of the ripples gradually decrease from inside to outside. Scanning Electron Microscopy (SEM) and Atomic Force microscope (AFM) were used to observe the corrugated morphology of a Ti-base metallic glass TiSZ 40ZZ / 25CuD / 12Ni3BeT / 20 / mass fraction (mass fraction) irradiated by nanosecond pulsed laser (nanosecond pulse laser). Compared with the experimental results of Zr-based and La metallic glasses, the corrugated surface morphology of Ti-based metallic glasses has a wider range and smaller characteristic scale. On the basis of experimental observations, reasonable assumptions are made to simplify the model. It is assumed that the ripple morphology is formed by the propagation of small amplitude surface waves in incompressible viscous fluids in deep water and solidification during propagation. Considering the influence of wave group theory and the interaction between plasma and molten liquid, the experimental results are theoretically analyzed. The theoretical analysis shows that the wave propagation of short wavelength is faster and the distance of wave propagation before solidification is longer. Therefore, the closer the wavelength of the edge wave is, the shorter the wavelength is, which can also explain the wider ripple range on Ti based metallic glass surface. In addition, metal glass irradiated by laser will ionize to produce plasma. By theoretical calculation, it is found that the variation of plasma velocity, density and viscosity will also affect the formation of corrugated morphology. Different plasma conditions correspond to different wave numbers. The plasma condition can also be inversely deduced from the wave numerical data.
【作者單位】： 北京大學工學院湍流與復雜系統(tǒng)國家重點實驗室;中國勞動關系學院安全工程系;
【基金】：國家自然科學基金項目(10732010,10972110,11028206)資助
【分類號】：TG139.8;TG665

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