Способ определения энергетического порога разрушения твердого материала

 

Изобретение относится к исследованию прочностных свойств материалов. Цель изобретения - повышение точности, упрощение способа и расширение области его применения. Для этого образец материала подвергают воздействию импульсного лазерного излучения, постепенно меняя плотность потока лазерного излучения, и регистрируют возникающую при этом в образце ударную волну. За энергетический порог разрушения принимают величину энергии лазерного излучения, соответствующую резкому увеличению интенсивности ударной волны в образце, зависимость которой от величины энергии лазерного излучения носит пороговый характер. Предлагаемый способ позволяет увеличить точность определения энергетического порога разрушения в десять раз по сравнению с известным, а также дает возможность исследовать образцы любого размера, исключая необходимость предварительно напылять исследуемый материал на пьезокристалл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

PEC0V6ЛИК

А1 (19) (11) (51) с1 (01 N 3/ J0

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АBTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4392869/25-28 (22) 17.03.88 (46) 23.11.89. Бюл. 11 43 (71) Физико-технический институт им. А.Ф.Иоффе (72) В.П.Вейко, Г.В.Дрейден, l0.È.0ñòðîâñêèé и И.В.Семенова (53) 620.178.7(088.8) (56) Анисимов С.И., Имас Я.А., Романов Г.С., Ходыко Ю.В. Действие излучения большой мощности на металлы. — И.: Наука, 1970. с. 23.

Левинсон Г.P., Смилга В.И. Лазерная обработка тонких пленок ° - Квантовая электроника, 1976, )(8, с. 1648.

Авторское свидетельство СССР

И 635414, кл. С 01 N 25/12, 19/H. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО ПОРОГА РАЗРУШЕНИЯ ТВЕРДОГО МАТЕРИАЛА (57) Изобретение относится к исследованию прочностных свойств материалов.

Изобретение относится к области испытания материалов, а именно к способам определения энергетического порога разрушения материалов.

Целью изобретения является повышение точности, упрощение способа и расширения области его применения.

Способ осуществляют следующим образом.

Образец из исследуемого материала подвергается воздействию импульсного лазерного излучения. При падении лазерного излучения на его поверх2

Цель изобретения - повышение точности, упрощение способа и расширение области его применения. Для этого образец материала подвергают воздействию импульсного лазерного излучения, постепенно меняя плотность потока лазерного излучения, и регистрируют возника:зщую при этом в образце ударную волну. 3а энергетический порог разрушения принимают величину энерг; и лазерного излу ения, соответствующую резкому увеличению интенсивности ударной волны в образце, зависимость которой от величины энергии лазерного излучения носит пороговый характер. Предлагаемый способ позволяет увеличить точность определенин энергетического порога разрушения в десять раз по сравнению с известным, а также дает возможность исследовать образцы любого размера, исключая необходимость предварительно напылять исследуемый материал на пьезокристалл. ность (в зависимости от плотности потока энергии лазерного пучка) возникает ударная волна либо за счет теплового расширения поверхности, либо за счет ее взрывного испарения.

Интенсивность этой ударной волны регистрируют либо при помощи пьезодатчика, помещенного на ее пути, либо на голографической интерферограмме.

Плотность потока энергии излучения лазера изменяют либо путем изменения энергии накачки лазера, либо путем установки фильтров на пути пучка.

1523356 в 10 раз. Кроме того, способ позволяет исследовать порог разрушения образцов любой толщины, что « возможно было сделать при использовании известного способа, поскольку позволяет исследовать материалы без их предварительного напыления на пьезокристалл.

Составитель О.Бульканов

Техред й.Кравчук Корректор M.Ïoæo

Редактор H.Áoáêîâà

Тираж 789

Заказ 7035/45

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат Патент, г.ужгород, ул. Гагарина,101

При постепенном увеличении энергии пучка регистрируют серию показаний пьезодатчика или серию интерферограмм ударной волны, образующейся при воздействии лазерного излучения на исследуемый материал, одновременно регистрируя энергию лазерного пучка, соответствующую каждому показанию пь:зодатчика или каждой интерферограмме. установлено, что зависимость интенсивности ударной волны в образце от энергии лазерного излучения носит пороговый характер, причем резкое увеличение интенсивности ударной вол ны совпадает с началом разрушения поверхности материала. За энергетический порог разрушения материала принимается величина энергии лазерного излучения, соответствующая резкому изменению интенсивности ударной волны.

Точность определения энергетичес.кого порога разрушения материала по предлагаемому способу определяется точностью измерения энергии лазерного излучения и резкостью изменения интенсивности ударной волны в области порога и составляет в относительч о ных единицах 10 -10 -, т.е. превышает точность известному способу

Формула изобретения

Способ определения энергетического порога разрушения твердого материала, по которому образец материала подвергают воздействию импульсного лазерного излучения, увеличивая постепенно плотность потока энергии, регистрируют энергию лазерного излучения и за величину эн. р -е.ического порога разрушения принимают величину энергии лазерного излучения, соответствующую началу разоушения материала, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности, упрощения способа и расширения области его применения, регистрируют. интенсивность ударной волны, образующейся при воздействии лазерного излучения, а момент начала разрушения материа30 ла определяют по резкому увеличению интенсивности ударной волны.