【摘 要】
：
超短脉冲激光与物质相互作用涉及到非平衡能量传输和尺度效应等物理现象，是当今物理学、力学、热学和材料科学等学术领域普遍关注的基础课题之一。超短脉冲激光技术用于材料加
【出 处】
：
中国科学院研究生院 中国科学院大学
论文部分内容阅读
超短脉冲激光与物质相互作用涉及到非平衡能量传输和尺度效应等物理现象，是当今物理学、力学、热学和材料科学等学术领域普遍关注的基础课题之一。超短脉冲激光技术用于材料加工可以明显提高加工精度，在现代工业领域得到广泛应用，引起了工程界的广泛兴趣。迄今，相关课题的研究主要涉及超短脉冲激光辐射靶材的微尺度能量传输机制、非傅立叶传热现象及器件微型化相关的尺度效应等。而关于超短脉冲激光辐照下纳米结构超快动态响应、材料失效与破坏机理的研究鲜见报道。本文针对超短脉冲激光与纳米金属薄膜相互作用现象，在非平衡能量传输机制的研究基础上，进一步探讨了尺度效应和超快动力学响应等基础科学问题。本文以超短脉冲激光辐照纳米金膜为例，开展了考虑材料和晶体缺陷的微尺度能量传输机制及超快动力学响应的研究。目的是深入认识超短脉冲激光与纳米金属结构相互作用的基本机理，研究超短脉冲激光产生的材料非熔破坏的物理机制，探讨超短脉冲激光技术在微机械加工过程中的物理实质。在问题求解过程中，采用了理论分析与数值模拟相结合的综合方法。
本文研究内容分为两部分：⑴开展了超短脉冲激光辐照纳米金膜热力响应的热弹性理论分析。建立的物理模型考虑了材料热物性的温度相关性、能量传输的非平衡热效应和时间松弛现象、微结构的尺寸效应及超快动力学响应。结果表明，超短脉冲激光辐照下金膜热力响应表现出明显的非平衡效应和尺寸效应；金膜温度低于熔点时，激光脉冲产生的热应力强度已超过材料的拉伸极限。即超短脉冲激光辐照可能引起点阵材料发生非融破坏。⑵以Bodner-Partom统一黏塑性本构模型为基础，开展了金-铬双层纳米薄膜材料系统超快动力学的热弹黏塑性响应研究。通过数值模拟方法，研究了飞秒激光辐照金-铬双层膜瞬态的温度场和应力场的演化规律。结果表明，金膜发生屈服流动时，经历了塑性大变形，塑性应力强度远小于相应的弹性应力强度；金-铬界面是整个双层薄膜结构材料性能的薄弱环节。由于热物性和材料性能的差异，超短脉冲激光辐照可以在界面邻近区域产生超高强度热应力和应力波。
其他文献
检视一下巴菲特当初从赚取蝇头小利、到集腋成裘、慢慢积累财富、渐渐滚大雪球的艰辛经历,我们可以发现他有两个绝对迥异于常人的显著特点,一个是他那极具自主性持
Check ou
本文针对大跨索支承桥梁的健康监测问题，以S桥为研究对象，基于线性关系假说和多目标优化算法，提出并验证了一种能够有效合理识别桥梁中松弛索、受损索以及载荷变化的方法。
煤矿灾害事故一直以来都是困扰煤炭开采业的难题。由于煤矿资源多在地表以下,再加上矿井的环境比较恶劣,一旦出现瓦斯泄漏等事故,一般都难以挽回。不仅造成资源的浪费,甚至矿
1900年复活节期间,一群希腊海绵捕捞者由北非 近海的传统渔场返回罗得岛附近的家乡瑟梅岛,途中 忽然遭到风暴的袭击。他们被风吹得偏离了航线,后 来终于在克里特岛旁一个无人
基于网络的控制系统(Networked Control System,NCS),是在现实的分布式控制需求和网络通信技术发展的推动下产生的一种新型的控制系统体系。它是指系统中的各种智能现场设备和各种控制装置连接到同一个网络平台上,通过实时网络构成闭环的反馈控制系统。在NCS的应用中,存在的一个最重要问题是网络传输造成的时延及其对控制系统性能的影响,这给设计NCS控制方案带来困难。如果控制器设计对于网
风机叶片的气动特性的预测是设计一个经济适用的风机叶片首先要解决的问题。在过去的很长一段时间，人们对风机叶片的绕流特性并不是很了解，大多数设计结果都是基于工程经验。因
近年来,随着能源危机的出现和日益严重的环保问题,无污染、噪声低的电动汽车受到越来越多的重视。国外电动汽车上用交流驱动系统取代直流驱动系统已成主流,而我国对交流驱动系统的研究正处于起步阶段,与国外差距很大。由于直接转矩控制具有控制手段直接、结构简单以及转矩动态响应快等特点,因此将直接转矩控制用于电动汽车交流驱动系统是可行的。本文深入研究了异步电动机直接转矩控制方法的基本原理,在分析交流异步电动机数学
湿地涵括沼泽、湖泊、河流、河口、海岸带、三角洲等，是人类生存的基本生态支持系统。湿地流动中环境弥散的机理是湿地环境风险评价与生态修复，尤其是重大水污染事件发生后污染
在钻井作业中,由于某些原因(比如关井、钻井泵开泵或者关泵等)导致井下流量发生变化,会形成流体的波动压力,井下波动压力的危害非常大。如果波动压力大的话,就会对井下的管柱