激光加工具有能量大、效率高和非接觸等優(yōu)點(diǎn)，在各類加工中得到廣泛的應(yīng)用。但在一些要求較高的產(chǎn)品中，因其有過大的熱影響區(qū)、污染大和嚴(yán)重?zé)嶙冃蔚热毕荩す饧庸o法勝任。在此背景下，溶液輔助激光加工技術(shù)得以興起。本書在總結(jié)過去研究工作的基礎(chǔ)上詳細(xì)闡述了激光溶液物質(zhì)相互作用的相關(guān)理論、溶液輔助激光加工相關(guān)的技術(shù)方法，為溶液輔助激光加工研究者提供參考。
本書主要作為企業(yè)工程師、從事激光加工工作的研究人員和相關(guān)專業(yè)研究生的參考用書。
第1章 緒論 (1)
1.1 引言 (1)
1.2 激光加工技術(shù)面臨的挑戰(zhàn) (1)
1.3 溶液輔助激光加工技術(shù) (2)
1.4 溶液輔助激光加工的方式 (5)
1.4.1 較低激光功率的溶液輔助激光加工 (5)
1.4.2 高激光功率的溶液輔助激光加工 (6)
1.4.3 激光束和水射流分開布置 (7)
1.5 本書探討的幾個(gè)問題及其意義 (8)
1.5.1 激光溶液固體交互的過程 (8)
1.5.2 溶液輔助激光加工中的流場分析 (8)
1.5.3 溶液輔助激光加工的熱力效應(yīng) (9)
1.5.4 分子動(dòng)力學(xué)模擬仿真 (9)
1.5.5 溶液輔助激光加工的實(shí)驗(yàn)研究 (10)
第2章 激光溶液固體交互的過程 (11)
2.1 相變現(xiàn)象 (11)
2.1.1 總體現(xiàn)象 (11)
2.1.2 從液體自由表面汽化 (12)
2.1.3 蒸氣氣泡的成核 (13)
2.1.4 氣泡動(dòng)態(tài) (15)
2.2 液體的光學(xué)擊穿和等離子體 (17)
2.3 液體和固體中的沖擊波 (24)
2.4 空化 (27)
2.5 射流的產(chǎn)生 (30)
2.6 高溫水和水蒸氣中氧化物的行為 (31)
第3章 溶液輔助激光加工中的流場分析 (34)
3.1 噴嘴內(nèi)流場的數(shù)值模擬 (34)
3.1.1 數(shù)值分析過程 (34)
3.1.2 仿真結(jié)果分析 (35)
3.1.3 理論驗(yàn)證 (38)
3.1.4 小結(jié) (39)
3.2 噴嘴外流場的數(shù)值模擬 (40)
3.2.1 數(shù)值分析過程 (40)
3.2.2 仿真結(jié)果分析 (43)
3.2.3 理論驗(yàn)證 (46)
3.2.4 小結(jié) (46)
3.3 噴嘴布局對流場特性的影響分析 (47)
3.3.1 流場特性分析過程 (47)
3.3.2 仿真結(jié)果分析 (49)
3.3.3 小結(jié) (53)
3.4 不同裝置的流場特性分析 (53)
3.4.1 水流裝置的模型 (54)
3.4.2 仿真結(jié)果分析 (55)
3.4.3 小結(jié) (57)
3.5 SPH流場動(dòng)態(tài)仿真分析 (58)
3.5.1 光滑粒子動(dòng)力學(xué)原理 (58)
3.5.2 SPH方法基本方程 (58)
3.5.3 材料的狀態(tài)方程 (60)
3.5.4 熔融物噴濺結(jié)果分析 (62)
3.5.5 小結(jié) (64)
第4章 溶液輔助激光加工的熱力效應(yīng) (65)
4.1 激光微加工過程中的熱效應(yīng)研究 (65)
4.1.1 溶液中激光與物質(zhì)相互作用的熱效應(yīng) (65)
4.1.2 熱傳導(dǎo)方程的求解方法和精度 (66)
4.1.3 激光加熱溶液中物質(zhì)的熱效應(yīng)求解方法 (70)
4.1.4 小結(jié) (72)
4.2 連續(xù)激光電化學(xué)微加工金屬的熱效應(yīng)仿真分析 (72)
4.2.1 激光定點(diǎn)刻蝕時(shí)瞬態(tài)溫度場的數(shù)值模擬 (72)
4.2.2 激光掃描加工時(shí)瞬態(tài)溫度場的數(shù)值模擬 (77)
4.2.3 小結(jié) (80)
4.3 脈沖激光電化學(xué)微加工過程中的熱力效應(yīng)研究 (81)
4.3.1 準(zhǔn)分子激光作用溶液中物質(zhì)產(chǎn)生瞬態(tài)溫度場的分析 (81)
4.3.2 溶液中激光與物質(zhì)相互作用的力學(xué)效應(yīng) (83)
4.3.3 小結(jié) (92)
4.4 水射流激光加工的熱應(yīng)力分析 (92)
4.4.1 模型參照 (93)
4.4.2 模型構(gòu)建方法 (94)
4.4.3 結(jié)果分析 (96)
4.4.4 小結(jié) (102)
第5章 溶液輔助激光加工的分子動(dòng)力學(xué)模擬 (104)
5.1 高能量短脈沖激光作用水分子的動(dòng)力學(xué)模擬 (104)
5.1.1 模型構(gòu)建及計(jì)算方法 (104)
5.1.2 模擬結(jié)果及分析 (108)
5.1.3 小結(jié) (109)
5.2 高能量短脈沖激光作用銅原子的動(dòng)力學(xué)模擬 (110)
5.2.1 模型構(gòu)建及計(jì)算方法 (110)
5.2.2 模擬結(jié)果及分析 (112)
5.2.3 小結(jié) (114)
5.3 高能量短脈沖激光作用水下銅原子的動(dòng)力學(xué)模擬 (115)
5.3.1 模型構(gòu)建及計(jì)算方法 (115)
5.3.2 模擬結(jié)果及分析 (116)
5.3.3 小結(jié) (121)
第6章 溶液輔助激光加工的實(shí)驗(yàn)研究 (122)
6.1 連續(xù)激光電化學(xué)微加工的實(shí)驗(yàn)研究 (122)
6.1.1 半導(dǎo)體激光電化學(xué)刻蝕金屬的實(shí)驗(yàn)研究 (122)
6.1.2 半導(dǎo)體激光電化學(xué)微加工不銹鋼的機(jī)理分析 (126)
6.1.3 與刻蝕硅材料對比分析 (127)
6.1.4 小結(jié) (128)
6.2 脈沖激光電化學(xué)微加工的實(shí)驗(yàn)研究 (128)
6.2.1 準(zhǔn)分子激光電化學(xué)刻蝕硅工藝的實(shí)驗(yàn)研究 (129)
6.2.2 與激光直接刻蝕硅工藝的對比分析 (135)
6.2.3 準(zhǔn)分子激光電化學(xué)刻蝕硅的機(jī)理分析 (136)
6.2.4 對比分析 (140)
6.2.5 小結(jié) (143)
6.3 溶液輔助激光加工實(shí)驗(yàn)研究 (143)
6.3.1 實(shí)驗(yàn)條件 (144)
6.3.2 傳統(tǒng)激光劃片工藝 (146)
6.3.3 水下激光劃片工藝 (148)
6.3.4 水射流激光劃片工藝 (149)
6.3.5 小結(jié) (151)
6.4 溶液輔助激光加工過程中的自聚焦現(xiàn)象 (151)
6.4.1 自聚焦理論 (151)
6.4.2 實(shí)驗(yàn)過程 (154)
6.4.3 水射流激光劃片中的自聚焦現(xiàn)象 (155)
6.4.4 小結(jié) (157)
參考文獻(xiàn) (158)
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