Цивинская Ю.С. Цивинский М.Ю. Попов В.Н.Численный анализ конвективного массопереноса при модификации поверхности металла импульсом лазераReporter: Попов В.Н.
С использованием численного моделирования исследуется распределение легирующего материала, проникающего в металлическую подложку с ее поверхности в течение лазерного импульса. Под воздействием лазерной энергии происходит разогрев металла и его плавление. Плотность интенсивности импульса описывается распределением Гаусса. В образовавшейся и увеличивающейся со временем жидкой лунке развивается термокапиллярная и термогравитационная конвекция. Для расплава используются условия прилипания на фронте кристаллизации, и предполагается, что при исследуемых режимах нагрева небольшие величины конвективных скоростей обуславливают плоскую форму свободной поверхности жидкости. В начальный момент поверхность подложки покрыта слоем легирующего материала, являющимся поверхностно-активным веществом (ПАВ), который, вступая в контакт с расплавом, за счет формирующихся течений проникает в глубину проплавленного металла. После завершения импульса жидкость остывает и затвердевает. В качестве объекта исследований используется сплав железа с углеродом (0.42 % по массе), в качестве легирующего материала – сера. Эта система выбрана ввиду наличия в литературе параметров, необходимых для численной реализации модели.
Работа выполнена в рамках проектов РФФИ № 10-01-00575-a и интеграционного проекта СО с УрО, ДВО РАН № 26.
To reports list |