Verfügbarkeit: Mikroschockwellenumformung mittels ultrakurzer Laserpulse

Mikroschockwellenumformung mittels ultrakurzer Laserpulse:

Gespeichert in:

Bibliographische Detailangaben
Beteilige Person:	Bechtold, Peter (VerfasserIn)
Format:	Hochschulschrift/Dissertation Buch
Sprache:	Deutsch
Veröffentlicht:	Bamberg Meisenbach GmbH Verlag 2016
Schriftenreihe:	Fertigungstechnik - Erlangen 283
Schlagwörter:	Laserstrahlumformen Mikrosystemtechnik Mikrohärte Stoßwelle Werkstoffprüfung Verfestigung Ultrakurzer Lichtimpuls Hochschulschrift
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Umfang:	xvii, 154 Seiten Illustrationen, Diagramme 21 cm x 15 cm
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adam_text	INHALTSVERZEICHNIS FORMELZEICHEN UND ABKUERZUNGEN XIII 1 EINLEITUNG 1 2 STAND DER FORSCHUNG UND TECHNIK 3 2.1 MODELLE ZUR INTERAKTION ULTRAKURZER LASERPULSE MIT M A TE RIE ............. 3 2.1.1 MULTIPHOTONEN-, TUNNEL-, STOSSIONISATION UND LAWINENEFFEKT 4 2.1.2 ZWEI-TEMPERATUR-MODELL......................................................... 7 2.1.3 C OULOM B-EXPLOSION............................................................... 12 2.1.4 PHASENEXPLOSION UND FRAGM ENTIERUNG................................... 12 2.1.5 ZUSAMMENFASSUNG DER INTERAKTIONSM ODELLE ......................... 14 2.2 SCHOCKWELLEN IN FESTKOERPERN............................................................... 16 2.2.1 INDUZIERUNG UND AUSWIRKUNG VON S CHOCKW ELLEN ................ 16 2.2.2 AUSBREITUNG VON SCHOCKWELLEN IN F E STK OE RP E RN ................... 22 2.3 LASERSTRAHLMIKROJ USTIEREN..................................................................... 22 2.3.1 THERMISCHE LASERSTRAHLJUSTIERVERFAHREN ............................... 23 2.3.2 ATHERMISCHE LASERSTRAHLJUSTIERVERFAHREN ............................... 25 2.3.3 AKTUELLE EINSATZGEBIETE VON LASERSTRAHLJUSTIERVERFAHREN . . 28 3 ZIELSETZUNG UND METHODIK 31 4 APPLIZIERTE VERSUCHSEINRICHTUNG, -DURCHFUEHRUNG UND -AUSWERTUNG 33 4.1 VERSUCHSAUFBAU..................................................................................... 33 4.1.1 LASERSTRAHLQUELLEN.................................................................. 34 4.1.2 STRAHLFUEHRUNG UND -FOKUSSIERUNG ............................................ 37 4.1.3 PROBENHALTERUNG MIT FASEROPTISCHEN ABSTANDSSENSOR............. 38 4.2 M ESSTECHNIK........................................................................................... 38 4.2.1 FASEROPTISCHER ABSTANDSSENSOR ............................................... 38 4.2.2 KONFOKALMIKROSKOP ............................................................... 40 4.2.3 M IKROHAERTEPRUEFGERAET............................................................... 40 4.2.4 LICHT- UND RASTERELEKTRONENMIKROSKOPIE ............................... 40 4.3 A KTORM ATERIAL........................................................................................ 41 4.4 VERSUCHSDURCHFUEHRUNG UND -AUSW ERTUNG ............................................ 43 4.5 CHARAKTERISIERUNG UND DISKUSSION STOCHASTISCHER UND SYSTEMATI SCHER M E S S FE H LE R.................................................................................. 44 5 ENTWICKLUNG EINES ANALYTISCHEN PROZESSMODELS DER MIKROSCHOCKWELLEN UMFORMUNG 47 5.1 BERECHNUNG DES DRUCKZUSTANDS ZU BEGINN DER ABLATION IN FOLGE DER ULTRAKURZEN LASER-M ATERIE-INTERAKTION ............................................... 49 5.2 VERDUENNUNGSWELLE UND ADIABATE M ATERIALPLASM AEXPANSION............. 52 5.3 SCHOCKWELLENINDUZIERUNG UND -AUSW IRKUNG...................................... 54 5.4 WIRKUNG EINZELNER LASERPULSE AUF DIE AKTORGEOMETRIE ...................... 57 5.5 BERUECKSICHTIGUNG DES TEMPERATUR-GRADIENTEN-MECHANISMUS .... 60 5.6 DISKUSSION DES ANALYTISCHEN PROZESSMODELLS...................................... 62 5.6.1 DISKUSSION VON NAEHERUNGSFEHLERN UND MODELLGRENZEN . . . 62 5.6.2 DISKUSSION PROZESSRELEVANTER FOLGERUNGEN ............................ 68 5.7 ZUSAMMENFASSUNG DER ERKENNTNISSE DURCH ENTWICKLUNG UND DIS KUSSION DES ANALYTISCHEN PROZESSMODELLS ............................................ 70 6 EXPERIMENTELLE UNTERSUCHUNGEN ZUR MIKROSCHOCKWELLENUMFORMUNG VON DUKTILEN WERKSTOFFEN AM BEISPIEL VON KUPFER 73 6.1 VARIATION DER FOKUSLAGE AM FS -L A S E R .................................................. 74 6.2 VARIATION DER FOKUSLAGE AM PS-L ASER .................................................. 77 6.3 VARIATION DER VORSCHUBGESCHWINDIGKEIT ............................................ 81 6.4 VARIATION DER P ULSENERGIE ..................................................................... 89 6.5 ZUSAMMENFASSUNG DER EXPERIMENTELLEN UNTERSUCHUNGEN AM WERK STOFF K U P FE R ........................................................................................... 92 7 APPLIKATIONSRELEVANTE UNTERSUCHUNGEN ZUR MIKROSCHOCKWELLENUMFOR MUNG VON DUKTILEN WERKSTOFFEN AM BEISPIEL VON KUPFER 95 7.1 REVERSIERENDE BESTRAHLUNGSSTRATEGIE .................................................. 95 7.2 NACHWEIS DER SCHOCKWELLENAUSWIRKUNG IN FORM VON VERFESTIGUNG . 98 8 UEBERFUEHRUNG APPLIKATIONSRELEVANTER VERSUCHSERGEBNISSE AUF SPROEDE WERKSTOFFE AN DEN BEISPIELEN SILIZIUM UND GLAS 101 8.1 BESTRAHLUNGSSTRATEGIE IN SILIZIUM ........................................................... 101 8.2 SCHOCKWELLENAUSWIRKUNG UND VERAENDERUNG DES AMORPHISIERUNGS- GRADS IN G LAESERN........................................................................................106 9 ERZEUGUNG VON FREIFORMFLAECHEN DURCH MIKROSCHOCKWELLENUMFORMUNG AM BEISPIEL VON SILIZIUM 113 10 ZUSAMMENFASSUNG UND AUSBLICK 119 11 SUMMARY AND OUTLOOK 121 LITERATURVERZEICHNIS 123 ABBILDUNGSVERZEICHNIS 135 TABELLENVERZEICHNIS 139 ANHANG A HERLEITUNGEN UND NACHWEISE 141 A.L SAETTIGUNGSSTAUCHUNG ESATZ........................................................................141 A.2 ZEITPUNKT EINSETZENDER ABLATION X^IFF..................................................142 A.3 TEMPERATURVERLAUF TDIFFIT^Z) ................................................................. 144 A.4 MITTLERER DRUCK INNERHALB DER ABLATIERTEN SCHICHT P MEAN ..................... 145 A.5 DAUER DER DRUCKSTOESSE TPCR UND T2PCR ........................................................ 146 A.6 AEQUIVALENTE DAUER DER DRUCKSTOSSES TP C R ...............................................147 A.7 DURCH SCHICHTDEHNUNG RESULTIERENDE KRUEMMUNG K ............................ 148 A.8 DURCH MIKROSCHOCKWELLENUMFORMUNG RESULTIERENDE KRUEMMUNG K . 149 A.9 BIEGEWINKEL PRO LASERPULS ASMSU ........................................................ 150 A.10 ANTEIL IN WAERME UEBERFUEHRTER PULSENERGIE JGM .................................. 151 A .LL ABHAENGIGKEIT DES BIEGEWINKELS AX VON PROZESSPARAM ETEM ............... 152 A .L2 EINFLUSS EINER WAERMEAKKUMULATION IM A K T O R ..................................... 153 ANHANG B GLOSSAR 155
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