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J-GLOBAL ID：201502204747392654   整理番号：15A1343501

ピコ秒レーザで照射したアルミニウムナノ層の速度論的過熱およびナノスケール融解の結合相場,熱伝導および弾性力学シミュレーション

Coupled phase field, heat conduction, and elastodynamic simulations of kinetic superheating and nanoscale melting of aluminum nanolayer irradiated by picosecond laser

著者 (2件)： HWANG Yong Seok (Dep. of Aerospace Engineering, Iowa State Univ., Ames, Iowa 50011, USA. [e-mail]) ,  LEVITAS Valery I.
資料名： Physical Chemistry Chemical Physics  (Physical Chemistry Chemical Physics)
巻： 17  号： 47  ページ： 31758-31768  発行年： 2015年12月21日 
JST資料番号： A0271C  ISSN： 1463-9076  CODEN： PPCPFQ  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： イギリス (GBR)  言語： 英語 (EN)

抄録/ポイント： ピコ秒レーザで照射したアルミニウムナノ層のナノスケール融解および速度論的過熱のための先進的な連続体モデルを定式化した。表面前融解および融解の無障壁核形成が起り,続いて2つの固体-融解物界面の互いの方への伝播および衝突が起った。Q=0.015Kps^-1の低加熱速度では融解は一軸歪み条件および融解時に緩和する対応二軸応力下の平衡融解温度T=898.1K(すなわち平衡融解温度T_eq=933.67Kより低温)で起った。Q=0.99~84Kps^-1の高加熱速度では融解はT_eqより顕著に高い温度で起った。驚くべきことに加熱速度を高くすると融解熱の迅速な吸収に起因して3nm幅の移動界面において温度低下が起った。融解の終りにおいて2つの有限幅の界面の衝突および5nmのゾーンの周りの融解加速によって引き起こされる顕著な高速温度降下(100~500K,融点より低温でも)が見いだされた。Q=25~84Kps^-1では移動する固体-融解物界面に節点を有する固体中の定在弾性応力波が観測されたが,これは融解時間にも温度にもあまり影響しなかった。表面融解が抑制されると無障壁バルク融解が試料全体で起り,弾性動的効果が重要性を増した。広い範囲の加熱速度について公表された実験的に決定された融解時間との良好な対応が見いだされた。高加熱速度における種々の材料およびナノ構造体におけるさまざまな相転移を調べるために同様な手法を適用することができた。Copyright 2015 Royal Society of Chemistry All Rights reserved. Translated from English into Japanese by JST

シソーラス用語： パルスレーザ ,  *アルミニウム ,  *ナノ構造 ,  *超薄膜 ,  *過熱 ,  速度論 ,  *融解 ,  相互作用 ,  熱伝導 ,  弾性力学 ,  計算機シミュレーション ,  ナノシート
準シソーラス用語： ピコ秒レーザ ,  ナノ層

分類 (3件)： 金属の表面構造  (BK15020P) ,  固-気界面一般  (CB12041H) ,  無機化合物一般及び元素  (CD01010D)

タイトルに関連する用語 (10件)： ピコ秒レーザ ,  アルミニウム ,  ナノ層 ,  速度論 ,  過熱 ,  ナノスケール ,  融解 ,  熱伝導 ,  弾性力学 ,  シミュレーション