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J-GLOBAL ID：202002215104615813   整理番号：20A1375890

パルスレーザ照射窒化ケイ素セラミック損傷閾値のスペクトル測定【JST・京大機械翻訳】

Study on Measurement of the Damage Threshold of Silicon Nitride Ceramics under Pulsed Laser Irradiation by Spectroscopy

著者 (6件)： Cai Pengcheng (長春理工大学理学院,吉林長春,130022) ,  Li Shuang (長春理工大学理学院,吉林長春,130022) ,  Cai Hongxing (長春理工大学理学院,吉林長春,130022) ,  Tan Yong (長春理工大学理学院,吉林長春,130022) ,  Shi Jing (長春理工大学理学院,吉林長春,130022) ,  Miao Xinhui (長春理工大学理学院,吉林長春,130022)
資料名： Guangpuxue yu Guangpu Fenxi  (Guangpuxue yu Guangpu Fenxi)
巻： 39  号： 11  ページ： 3433-3437  発行年： 2019年 
JST資料番号： C2093A  ISSN： 1000-0593  CODEN： GYGFED  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： 中国 (CHN)  言語： 中国語 (ZH)

抄録/ポイント： 窒化ケイ素セラミックスは高温、耐腐食性及び耐磨耗性などの優れた性質を有し、金属材料と高分子材料が勝ることができない極端な作業環境に応用できる。しかし、これらの優れた特性を持っていると同時に、その加工に不便をもたらし、従来の研削加工方法の効率が低く、設備損失が深刻で、レーザー補助加工が新しいルートを提供した。プラズマ分光法と顕微鏡画像法を組み合わせて、パルスレーザ照射窒化ケイ素セラミックの損傷閾値を測定し、損傷メカニズムを分析した。ホットプレス焼結窒化ケイ素セラミックをターゲット材料とし、ISO21254国際損傷閾値試験標準を参考して試験システムを構築し、1-on-1法を用いて、Nd3+:YAG固体パルスレーザを用いて、ナノ秒とマイクロ秒パルス幅で窒化ケイ素セラミックスを照射した。二種類のパルス幅は10個のエネルギー密度勾配を選び、レーザー照射を行い、各エネルギー密度は10個の点を照射した。ファイバ分光計を用いてスペクトル情報を収集し、顕微鏡画像情報を金相顕微鏡で取得し、スペクトル結果を顕微鏡画像結果と比較し、ナノ秒パルス幅下材料が損傷スペクトルにプラズマピークが現れ、スペクトル中のプラズマピークを分析できることが分かった。元素は材料中の特徴的な元素を含有すれば、損傷を判断できるかどうかを指し、空気の電離破壊を区別し、同時に空気プラズマスペクトルの比較分析のために干渉を排除する。微小秒パルス幅下の顕微鏡画像では、損傷が始まる時、スペクトル中に強い熱放射スペクトル線しか現れないプラズマスペクトル線が現れ、さらにレーザーエネルギー密度を増加させ、スペクトル中に少量のプラズマピークが現れたため、直接プラズマピークで材料損傷閾値を判断できない。金相顕微鏡による損傷形態の観察により、ナノ秒パルス幅下で損傷区域内部に明らかなアブレーション衝撃状損傷が観察され、スペクトルに大量のプラズマスペクトル線が現れ、ナノ秒レーザー照射による窒化ケイ素損傷メカニズムは主にプラズマ衝撃波による力学的損傷効果であることが明らかになった。マイクロ秒パルス幅が照射領域の縁に熱アブレーション痕を発見し、損傷区域に大量の溶融物が見られ、明らかな熱放射スペクトルが現れ、マイクロ秒レーザー照射による窒化ケイ素損傷のメカニズムは、主に長脈の広熱蓄積による熱損傷効果であり、エネルギー密度の増加に伴い熱放射スペクトルにプラズマピークが重畳した。プラズマピーク強度は損傷程度と一致した。ゼロ確率損傷閾値法を用いて2種類の方法の測定結果をフィッティングし、分析で、プラズマ分光法はナノ秒パルス幅下損傷閾値測定に適用でき、結果は0.256J・cm-2であることが分かった。顕微画像法は,マイクロ秒パルス幅損傷閾値測定に適し,6.84Jcm-2であった。Data from Wanfang. Translated by JST.【JST・京大機械翻訳】

シソーラス用語： イオン化 ,  高温 ,  プラズマ ,  衝撃 ,  *セラミック ,  熱放射 ,  金 ,  耐食性 ,  *パルスレーザ ,  *スペクトル ,  エネルギー密度 ,  パルス幅 ,  *窒化ケイ素 ,  *パルスレーザ照射 ,  アブレーション

分類 (3件)： レーザ照射・損傷  (BK16040S) ,  分光分析  (CC03012W) ,  分光法と分光計一般  (BD07041Q)

タイトルに関連する用語 (6件)： パルスレーザ照射 ,  窒化ケイ素 ,  セラミック ,  損傷 ,  閾値 ,  スペクトル測定