强流脉冲离子束辐照金属Ti相变传热的数值分析

作     者：苗收谋 雷明凯 

作者机构：大连理工大学材料工程系表面工程研究室大连116024 

出 版 物：《金属学报》 (Acta Metallurgica Sinica)

年 卷 期：2004年第40卷第11期

页      面：1221-1226页

核心收录：

学科分类：080503[工学-材料加工工程] 080701[工学-工程热物理] 08[工学] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 0802[工学-机械工程] 080201[工学-机械制造及其自动化] 

基　　金：国家高技术研究发展计划项目2003AA305610 国家自然科学基金项目50241010资助 

主　　题：强流脉冲离子束 金属Ti 传热 焓法 数值分析 

摘      要：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/cm。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29-25μm.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0.5μm.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.