建立了强流脉冲离子束(HIPIB)辐照金属相变传热的理论模型. 基于焓法发展的二维轴对称传热模型, 考虑脉冲离子束源项的时间和空间分布, 以及材料变热物性的影响,计算了能量密度为0.1---150 J/cm2, 脉冲宽度为120 ns的HIPIB辐照金属Ti的温度场. HIPIB辐照金属Ti发生熔化和烧蚀的临界能量密度分别为0.2和0.7 J/cm2$. 在脉冲辐照时间内, 烧蚀深度单调增加,而液相层厚度呈先增加后减小、再增加的趋势. 随着能量密度增加,最大烧蚀深度增加, 150 J/cm2时可达29.25 um. 最大液相层厚度则先增加后减小, 80 J/cm2时最大液相层厚度为0.5 um. 能量密度为70 J/cm2的HIPIB辐照金属Ti实验测定的烧蚀质量7.2 mg与计算值大致相符.
参考文献
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