Examination of nanosecond laser melting thresholds in refractory metals by shear wave acoustics

2017

Толық мәтін Ашық қол жеткізу: Gold Метадеректер (CSL-JSON)
DOI 10.1063/1.4993591
Деректер сенімділігі 70 орташа
Бұл баға қалай есептеледі

Ол жазбаның өзінің тексерілетін белгілерінен құралады: мақаланың DOI-і бар ма, оның деректерін қанша тәуелсіз дереккөз растады, міндетті өрістер толтырылған ба және соңғы растау қаншалықты жаңа. Дереккөздер арасындағы алшақтық пен идентификатордың болмауы бағаны төмендетеді. 80-нен бастап мән жазбаның қосымша тексерусіз жарияланғанын, 60-тан 79-ға дейін — оның сенімділігі төмен күйде жарияланғанын және қолмен тексеру ұсынылатынын білдіреді. Редактор қолмен тексерген жазбаны қайта есептеу 90-нан төмен түсірмейді. Бұл — мақаланың өзіне емес, ол туралы деректерімізге берілген баға.

Аңдатпа

Nanosecond laser pulse-induced melting thresholds in refractory (Nb, Mo, Ta and W) metals are measured using detected laser-generated acoustic shear waves. Obtained melting threshold values were found to be scaled with corresponding melting point temperatures of investigated materials displaying dissimilar shearing behavior. The experiments were conducted with motorized control of the incident laser pulse energies with small and uniform energy increments to reach high measurement accuracy and real-time monitoring of the epicentral acoustic waveforms from the opposite side of irradiated sample plates. Measured results were found to be in good agreement with numerical finite element model solving coupled elastodynamic and thermal conduction governing equations on structured quadrilateral mesh. Solid-melt phase transition was handled by means of apparent heat capacity method. The onset of melting was attributed to vanished shear modulus and rapid radial molten pool propagation within laser-heated metal leading to preferential generation of transverse acoustic waves from sources surrounding the molten mass resulting in the delay of shear wave transit times. Developed laser-based technique aims for applications involving remote examination of rapid melting processes of materials present in harsh environment (e.g. spent nuclear fuels) with high spatio-temporal resolution.