Справочная информация

Инженерный расчет режима лазерной возгонки отверстий и скрайбирования. Часть 3

Поскольку лазерное скрайбирование в данном случае методически связано с возгонкой в непрозрачном материале отверстий, следует рассмотреть еще одно явление, имеющее непосредственное отношение к рассматриваемому вопросу. Речь идет об автоканализации лазерного излучения, позволяющей проделывать в некоторых материалах исключительно глубокие отверстия, что может представлять в некоторых случаях большой интерес.

Инженерный расчет режима лазерной возгонки отверстий и скрайбирования. Часть 4

Для количественного описания рассматриваемого процесса воспользуемся схемой и законом сохранения энергии. Автоканализация проявляется при плотности мощности лазерного излучения, достаточной для возгонки или испарения обрабатываемого материала. Расходуемую на это мощность можно выразить через скрытую теплоту возгонки или испарения и объем удаляемого материала. Скрытую теплоту плавления практически можно не учитывать, так как она обычно значительно меньше скрытой теплоты разложения или испарения материала. При больших значениях плотности мощности лазерного излучения стенки образующегося канала прогреваются слабо и можно не учитывать расход мощности на нагрев материала. Если же плотность мощности умеренная (порядка 105 Вт/см2 или меньше), необходимо учитывать теплосодержание. Теплосодержание при нагреве материала до температуры испарения составляет примерно 1/2 скрытой теплоты испарения. При отсутствии более точных данных можно воспользоваться этим соотношением при оценке мощности излучения, требуемой для нагрева материала до температуры испарения или возгонки. Так как при отражении лазерного излучения от стенок канала часть мощности излучения расходуется на нагрев стенок канала (коэффициент отражения в рассматриваемом случае является комплексным), в испарении материала используется только разность между отраженной от стенок канала частью мощности лазерного луча и мощностью, необходимой для нагрева обрабатываемого материала до температуры возгонки или испарения.

Инженерный расчет режима лазерной возгонки отверстий и скрайбирования. Часть 5

Предельная глубина канала, возгоняемого в непрозрачном материале в условиях автоканализации, прямо пропорциональна логарифму отношения мощности лазерного излучения к пороговому значению мощности, необходимой для нагрева поверхности материала до температуры возгонки, и обратно пропорциональна произведению тангенса угла вхождения луча в материал на логарифм коэффициента отражения. С уменьшением угла вхождения одновременно увеличивается величина коэффициента отражения, что ведет к заметному увеличению глубины канала.

Разделение стекла методом управляемого термораскалывания

Лазерное скрайбирование обеспечивает возможность достаточно точного разделения стеклянных пластин. Однако после скрайбирования необходимо выполнить еще одну операцию - механическое разламывание по линии скрайбирования. Не говоря уже о том, что механическое разламывание должно осуществляться специальными приспособлениями, обеспечивающими прецизионное совмещение линии приложения механического усилия с линией скрайбирования, необходимость в такой операции снижает производительность и усложняет технологию разделения стекла.

Анализ процесса управляемого термораскалывания. Часть 1

Как уже неоднократно говорилось, в момент облучения стекла лазерным лучом прогревается очень тонкий поверхностный слой. Наводимый при этом большой градиент температуры в этом слое вызывает значительные напряжения, превышающие предел прочности стекла. Однако объем материала, в котором они возникают, в начальный момент времени очень мал, и, несмотря на значительную величину термонапряжений, они не в состоянии разрушить образец стекла - для этого необходимо, чтобы достаточно быстро прогрелся достаточный объем стекла. Такое прогревание осуществляется за счет теплопроводности. При этом тепло и, следовательно, напряжения по глубине стекла распространяются с конечной скоростью.

Анализ процесса управляемого термораскалывания. Часть 2

Требование обеспечить максимальный градиент температур в стекле накладывает вполне определенные ограничения на перечисленные факторы: область нагрева материала должна быть минимальной, следовательно, нагрев должен осуществляться достаточно быстро, а максимальная температура нагрева стекла не должна превышать температуру стеклования, при которой напряжения в стекле резко снижаются. Поэтому наиболее легко термораскалывание осуществляется в стеклах с максимальным отношением температуры стеклования к термостойкости.

Анализ процесса управляемого термораскалывания. Часть 3

Для качественного термораскалывания стекла под воздействием лазерного излучения производная температуры по радиусу должна быть положительной. Такое условие может быть обеспечено в том случае, если воздействующий лазерный луч имеет вид трубки. Тогда на оси лазерного луча, где его интенсивность равна нулю, температура будет меньшей, чем при удалении от оси по радиусу. Это условие должно быть дополнено другими требованиями. Так как трубчатый лазерный луч имеет круговую симметрию с равномерной плотностью мощности по азимуту, а в конфигурации термонапряжений, наводимых лучом в стекле, должна преобладать по интенсивности составляющая, перпендикулярная к направлению разделения, наиболее оптимальной будет являться эллипсоподобная форма сечения лазерного луча. При этом длинная ось эллипса должна, естественно, располагаться вдоль направления разделения, а плотность интенсивности лазерного излучения должна изменяться вдоль длинной оси эллипса, достигая максимума посредине и снижаясь по краям. Именно такая форма сечения лазерного луча обеспечивала в описываемых далее экспериментах наиболее качественное разделение стекла методом лазерного термораскалывания.

  1. Керамические материалы
  2. Специальные изделия
  3. Кислотоупорные керамические материалы
  4. Огнеупорные керамические материалы
  5. Санитарно-технические керамические изделия
  6. Фарфоровые, фаянсовые и полуфаянсовые массы
  7. Дорожный кирпич
  8. Глиняная черепица
  9. Фасадная керамика
  10. Малогабаритные плитки
  11. Фасадные плиты
  12. Кирпич и лицевые камни
  13. Керамические трубы
  14. Дренажные трубы
  15. Канализационные трубы
  16. Стеновая керамика
  17. Керамические камни
  18. Керамический кирпич
  19. Производство керамических материалов и изделий
  20. Сортировка и хранение
  21. Обжиг изделий
  22. Процесс сушки
  23. Подготовка массы
  24. Сырье для получения керамических материалов и изделий
  25. Специальные добавки
  26. Выгорающие добавки
  27. Отощающие добавки
  28. Керамические изделия
  29. Статьи
  30. Статьи
  31. Полы из керамической плитки
  32. Материалы для укладки керамической плитки
  33. Резка керамической плитки и керамогранита
  34. Некоторые советы по уходу за керамической плиткой
  35. Облицовка лестниц с использованием керамических ступеней
  36. Керамическая плитка
  37. Поризованная керамика
  38. Справочник
  39. Керамические материалы
  40. Керамический гранит и синтетические камни
  41. Огнеупорные материалы. Часть 3
  42. Огнеупорные материалы. Часть 2
  43. Огнеупорные материалы. Часть 1
  44. Керамические облицовочные изделия. Часть 5
  45. Керамические облицовочные изделия. Часть 4
  46. Керамические облицовочные изделия. Часть 3
  47. Керамические облицовочные изделия. Часть 2
  48. Керамические облицовочные изделия. Часть 1
  49. Стеновые материалы и изделия. Часть 2
  50. Стеновые материалы и изделия. Часть 1
  51. Виды керамических материалов и изделий
  52. Структура и свойства керамических материалов. Часть 2
  53. Структура и свойства керамических материалов. Часть 1
  54. Краткая технология производства керамических изделий. Часть 5
  55. Краткая технология производства керамических изделий. Часть 4
  56. Краткая технология производства керамических изделий. Часть 3
  57. Краткая технология производства керамических изделий. Часть 2
  58. Краткая технология производства керамических изделий. Часть 1
  59. Огнеупорность глины
  60. Водопоглощаемость глины
  61. Пластичность и связующая способность глины
  62. Сырье для строительной керамики
  63. Общие сведения. Часть 2
  64. Общие сведения. Часть 1
  65. Керамические изделия
  66. Керамика из титаната бария
  67. Сегнето- и пьезокерамика
  68. Рутиловая керамика
  69. Кордиеритовая керамика
  70. Форстеритовая керамика
  71. Стеатитовая керамика
  72. Магнезиальная керамика
  73. Высокоглиноземистая керамика. Часть 3
  74. Высокоглиноземистая керамика. Часть 2
  75. Высокоглиноземистая керамика. Часть 1
  76. Специальная техническая керамика
  77. Химически стойкий фарфор
  78. Высоковольтный фарфор. Часть 3
  79. Высоковольтный фарфор. Часть 2
  80. Высоковольтный фарфор. Часть 1
  81. Низковольтный фарфор. Часть 2
  82. Низковольтный фарфор. Часть 1
  83. Электротехнический фарфор
  84. Хозяйственный фарфор. Часть 2
  85. Хозяйственный фарфор. Часть 1
  86. Твердый фарфор
  87. Фарфор и его разновидности
  88. Санитарно-технический фаянс и полуфарфор
  89. Хозяйственный фаянс
  90. Фаянсовые облицовочные плитки. Часть 3
  91. Фаянсовые облицовочные плитки. Часть 2
  92. Фаянсовые облицовочные плитки. Часть 1
  93. Фаянс и полуфарфор
  94. Шлифовка и полировка изделий
  95. Декорирование изделий. Часть 2
  96. Декорирование изделий. Часть 1
  97. Обжиг изделий. Часть 7
  98. Обжиг изделий. Часть 6
  99. Обжиг изделий. Часть 5
  100. Обжиг изделий. Часть 4

1 - 2 - 3 - 4 - 5 - 6