研究目的
研究熔融石英工件在激光作用下的熔化过程，以了解温度场、不同加热时间下固液界面的推进情况以及熔深，从而通过控制激光强度值来调控熔化过程。
研究成果
建立了一个瞬态二维模型来研究熔融石英的激光熔化过程。由于激光源呈指数特性，熔池会变宽。工件中心处温度最高。本研究表明，了解激光强度的特性有助于确定控制材料表面性能所需的适当激光强度。此外，该模型还可用于三维打印所需的激光烧结工艺。
研究不足
该模型假设热物理性质不随温度变化，且未考虑对流换热和流体流动。激光功率源受到控制以避免汽化。
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熔融石英激光熔化过程中固液前沿的数值预测
DOI：10.1016/j.matpr.2020.02.408
期刊：Materials Today: Proceedings
出版年份：2020
更新时间：2025-09-23 15:19:57
摘要：
采用二维瞬态模型研究熔融石英工件在激光作用下的熔化过程。工件受到单个高斯激光脉冲辐照，其时间变化呈梯形特征。为更贴近实验条件，将激光源视为体光源而非表面光源?？悸橇朔毡砻娴亩粤饔敕淙人鹗?。通过有限体积法(FVM)对能量方程进行离散化处理，利用三对角矩阵算法(TDMA)求解所得代数方程组以获取工件内的温度场。采用焓-孔隙率法捕捉熔化过程中的固液界面。结合已有实验数据验证所得温度场，结果吻合良好。通过分析不同加热时刻的温度场、固液界面推进情况及熔深，研究如何通过调控激光强度值来控制熔化过程。
作者：
S. Swain，S.P. Kar，A. Swain，R.K. Sarangi，P.C. Sekhar
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