የሌዘር ቁሳቁስ መስተጋብር - የቁልፍ ቀዳዳ ውጤት

የቁልፍ ቀዳዳዎች መፈጠር እና ልማት;

የቁልፍ ቀዳዳ ፍቺ፡- የጨረር ጨረር ከ10 ^ 6W/cm ^ 2 በላይ ሲሆን የቁሱ ወለል ይቀልጣል እና በሌዘር ተጽዕኖ ስር ይተናል። የትነት ፍጥነቱ በቂ መጠን ሲኖረው የሚፈጠረው የእንፋሎት ማፈግፈግ ግፊት የፈሳሹን ብረት የገጽታ ውጥረት እና የፈሳሽ ስበት ለማሸነፍ በቂ ነው፣ በዚህም ምክንያት የተወሰነውን የፈሳሽ ብረት ያስወጣል፣ በማነቃቂያ ቀጠናው ላይ ያለው የቀለጠ ገንዳ እንዲሰምጥ እና ትናንሽ ጉድጓዶች እንዲፈጠር ያደርጋል፤ የብርሃን ጨረር በቀጥታ በትንሿ ጉድጓድ ግርጌ ላይ ይሰራል፣ ይህም ብረቱ የበለጠ እንዲቀልጥ እና ጋዝ እንዲፈጠር ያደርጋል። ከፍተኛ ግፊት ያለው እንፋሎት ከጉድጓዱ ግርጌ ላይ ያለው ፈሳሽ ብረት ወደ ቀለጠ ገንዳው ዳርቻ እንዲፈስ ማስገደዱን ይቀጥላል፣ ይህም ትንሹን ቀዳዳ የበለጠ ያጎላል። ይህ ሂደት ይቀጥላል፣ በመጨረሻም በፈሳሽ ብረት ውስጥ እንደ ቁልፍ ቀዳዳ ያለ ቀዳዳ ይፈጥራል። በትንሽ ቀዳዳ ውስጥ ባለው የሌዘር ጨረር የሚፈጠረው የብረት ትነት ግፊት ከፈሳሽ ብረት የገጽታ ውጥረት እና ስበት ጋር ሚዛን ሲደርስ፣ ትንሹ ጉድጓድ ከእንግዲህ አይጠልቅም እና ጥልቀት ያለው የተረጋጋ ትንሽ ቀዳዳ ይፈጥራል፣ ይህም “ትንሽ ቀዳዳ ውጤት” ይባላል።

የሌዘር ጨረር ከስራ ቦታው ጋር ሲንቀሳቀስ፣ ትንሹ ቀዳዳ በትንሹ ወደኋላ የተጠማዘዘ የፊት ገጽታ እና በግልጽ የተገለበጠ ትሪያንግል ከኋላ ያሳያል። የትንሹ ቀዳዳ የፊት ጠርዝ የሌዘር የተግባር ቦታ ሲሆን ከፍተኛ የሙቀት መጠን እና ከፍተኛ የእንፋሎት ግፊት ያለው ሲሆን፣ በጀርባው ጠርዝ ላይ ያለው የሙቀት መጠን በአንጻራዊ ሁኔታ ዝቅተኛ እና የእንፋሎት ግፊት አነስተኛ ነው። በዚህ የግፊት እና የሙቀት ልዩነት ስር፣ የቀለጠው ፈሳሽ ከፊት በኩል እስከ ጀርባው ጫፍ ባለው ትንሽ ቀዳዳ ዙሪያ ይፈስሳል፣ በትንሽ ቀዳዳ ጀርባ ጫፍ ላይ ሽክርክሪት ይፈጥራል፣ እና በመጨረሻም በጀርባው ጠርዝ ላይ ይጠናከራል። በሌዘር ማስመሰል እና በእውነተኛ ብየዳ የተገኘው የቁልፍ ቀዳዳ ተለዋዋጭ ሁኔታ ከላይ ባለው ምስል ላይ ይታያል፣ የትናንሽ ቀዳዳዎች ሞርፎሎጂ እና በተለያዩ ፍጥነቶች በሚጓዙበት ጊዜ የቀለጠው ፈሳሽ ፍሰት።

ትናንሽ ቀዳዳዎች በመኖራቸው ምክንያት የሌዘር ጨረር ኃይል ወደ ቁሱ ውስጠኛ ክፍል ዘልቆ በመግባት ይህንን ጥልቅ እና ጠባብ የዌልድ ስፌት ይፈጥራል። የሌዘር ጥልቅ ዘልቆ የሚገባ የዌልድ ስፌት የተለመደው የመስቀል-ክፍል ሞርፎሎጂ ከላይ ባለው ምስል ላይ ይታያል። የዌልድ ስፌቱ የመግባት ጥልቀት ከቁልፍ ቀዳዳው ጥልቀት ጋር ቅርብ ነው (በትክክል ለመሆኑ፣ የሜታሎግራፊክ ንብርብር ከቁልፍ ቀዳዳው ከ60-100um ጥልቀት ያለው ነው፣ አንድ ያነሰ ፈሳሽ ንብርብር)። የሌዘር ኃይል ጥግግት ከፍ ባለ ቁጥር ትንሹ ቀዳዳ የበለጠ ጥልቀት ያለው ሲሆን የዌልድ ስፌቱ የመግባት ጥልቀት ይጨምራል። በከፍተኛ ኃይል ባለው የሌዘር ስፌት፣ የዌልድ ስፌቱ ከፍተኛው ጥልቀት እስከ ስፋት ጥምርታ 12፡1 ሊደርስ ይችላል።

የመምጠጥ ትንተናየሌዘር ኃይልበቁልፍ ጉድጓድ

ትናንሽ ቀዳዳዎችና ፕላዝማ ከመፈጠራቸው በፊት የሌዘር ኃይል በዋናነት ወደ ሥራው ክፍል በሙቀት ማስተላለፊያ በኩል ይተላለፋል። የመገጣጠሚያ ሂደቱ የሚመራው ከኮንዳክቲቭ ብየዳ (ከ0.5ሚሜ በታች የሆነ የመግባት ጥልቀት ያለው) ሲሆን የሌዘር ቁሳቁስ የመምጠጥ ፍጥነት ከ25-45% ነው። አንዴ የሌዘር ኃይል በኪይሆል ተፅዕኖ በኩል በስራው ክፍል ውስጠኛ ክፍል ውስጥ ይዋጣል፣ እና የመገጣጠሚያ ሂደቱ ጥልቅ የመግባት ብየዳ (ከ0.5ሚሜ በላይ የመግባት ጥልቀት ያለው) ይሆናል፣ የመምጠጥ መጠኑ ከ60-90% በላይ ሊደርስ ይችላል።

የቁልፍ ቀዳዳው ውጤት እንደ ሌዘር ብየዳ፣ መቁረጥ እና ቁፋሮ ባሉ ሂደቶች ወቅት የሌዘርን መምጠጥ በማሻሻል ረገድ እጅግ በጣም ጠቃሚ ሚና ይጫወታል። ወደ ቁልፉ የሚገባው የሌዘር ጨረር ከቀዳዳው ግድግዳ በሚወጡ በርካታ ነጸብራቆች በኩል ሙሉ በሙሉ ሊዋጥ ይችላል።

በኪይ ሆል ውስጥ ያለው የሌዘር የኃይል መምጠጥ ዘዴ ሁለት ሂደቶችን እንደሚያካትት በአጠቃላይ ይታመናል፤ እነሱም የተገላቢጦሽ መምጠጥ እና የፍሬስኔል መምጠጥ ናቸው።

በቁልፍ ጉድጓድ ውስጥ የግፊት ሚዛን

በሌዘር ጥልቅ ዘልቆ መግባት በሚደረግበት ጊዜ ቁሱ ከባድ ትነት ያጋጥመዋል፣ እና በከፍተኛ ሙቀት እንፋሎት የሚፈጠረው የማስፋፊያ ግፊት ፈሳሹን ብረት ያስወጣል፣ ትናንሽ ቀዳዳዎችን ይፈጥራል። ከቁሱ የእንፋሎት ግፊት እና የአብሌሽን ግፊት (እንዲሁም የትነት ምላሽ ኃይል ወይም የማገገሚያ ግፊት በመባልም ይታወቃል) በተጨማሪ፣ የወለል ውጥረት፣ በስበት ኃይል የሚመጣ ፈሳሽ የማይንቀሳቀስ ግፊት እና በትንሽ ቀዳዳ ውስጥ ባለው የቀለጠ ቁሳቁስ ፍሰት የሚፈጠረው ፈሳሽ ተለዋዋጭ ግፊትም አሉ። ከእነዚህ ግፊቶች መካከል የእንፋሎት ግፊት ብቻ የትንሹን ቀዳዳ መክፈቻ ይጠብቃል፣ ሌሎቹ ሶስት ኃይሎች ደግሞ ትንሹን ቀዳዳ ለመዝጋት ይጥራሉ። በመገጣጠሚያ ሂደት ውስጥ የቁልፍ ቀዳዳውን መረጋጋት ለመጠበቅ፣ የእንፋሎት ግፊት ሌሎች ተቃውሞዎችን ለማሸነፍ እና ሚዛንን ለማግኘት በቂ መሆን አለበት፣ ይህም የቁልፍ ቀዳዳውን የረጅም ጊዜ መረጋጋት ይጠብቃል። ለቀላልነት፣ በቁልፍ ቀዳዳ ግድግዳ ላይ የሚሰሩ ኃይሎች በዋናነት የአብሌሽን ግፊት (የብረት ትነት የማገገሚያ ግፊት) እና የገጽታ ውጥረት እንደሆኑ በአጠቃላይ ይታመናል።

የቁልፍ ጉድጓድ አለመረጋጋት

ዳራ፡ ሌዘር በቁሳቁሶች ወለል ላይ ይሰራል፣ ይህም ከፍተኛ መጠን ያለው ብረት እንዲተን ያደርጋል። የመመለሻ ግፊቱ በቀለጠው ገንዳ ላይ ይጫናል፣ የቁልፍ ቀዳዳዎችን እና ፕላዝማ ይፈጥራል፣ ይህም የቀለጠ ጥልቀት ይጨምራል። በሚንቀሳቀስበት ሂደት ውስጥ ሌዘር የቁስሉን የፊት ግድግዳ ይመታል፣ እና ሌዘር ቁሱ የሚገናኝበት ቦታ ቁሱ ከባድ ትነት ያስከትላል። በተመሳሳይ ጊዜ፣ የቁልፍ ቀዳዳው ግድግዳ የጅምላ ኪሳራ ያጋጥመዋል፣ እና ትነት በፈሳሽ ብረቱ ላይ የሚጫን የመመለሻ ግፊት ይፈጥራል፣ ይህም የቁስሉ ውስጠኛ ግድግዳ ወደ ታች እንዲወዛወዝ እና በቁስሉ የታችኛው ክፍል ዙሪያ ወደ ቀለጠ ገንዳው ጀርባ እንዲንቀሳቀስ ያደርጋል። የቀለጠው የቀለጠ ገንዳ ከፊት ግድግዳ እስከ የኋላ ግድግዳ ባለው መዋዠቅ ምክንያት፣ በቁስሉ ውስጥ ያለው መጠን ያለማቋረጥ እየተለወጠ ነው። የቁስሉ ውስጣዊ ግፊትም በዚሁ መሠረት ይለወጣል፣ ይህም የተረጨው የፕላዝማ መጠን ላይ ለውጥ ያስከትላል። የፕላዝማ መጠን ለውጥ የሌዘር ኃይልን በመከላከያ፣ በማንጸባረቅ እና በመምጠጥ ላይ ለውጦችን ያስከትላል፣ ይህም የሌዘር ኃይል ወደ ቁስሉ ወለል እንዲደርስ ያደርጋል። አጠቃላይ ሂደቱ ተለዋዋጭ እና ወቅታዊ ነው፣ በመጨረሻም የእንጨት ቅርጽ ያለው እና ሞገድ ያለው የብረት ዘልቆ መግባትን ያስከትላል፣ እና ለስላሳ እኩል የሆነ ዘልቆ መግባት ብየዳ የለም። ከላይ ያለው ምስል ከዌልዱ መሃል ጋር ትይዩ በሆነ ቁመታዊ መቁረጥ የተገኘውን የዌልዱ መሃል የመስቀለኛ ክፍል እይታ እንዲሁም የቁልፍ ቀዳዳ ጥልቀት ልዩነት በእውነተኛ ጊዜ የሚለካ ነውአይፒጂ-ኤልዲዲ እንደ ማስረጃ።

የቁልፍ ቀዳዳውን የመረጋጋት አቅጣጫ ያሻሽሉ

በሌዘር ጥልቅ ዘልቆ መግባት በሚደረግበት ጊዜ፣ የትንሹ ቀዳዳ መረጋጋት ሊረጋገጥ የሚችለው በቀዳዳው ውስጥ ባሉ የተለያዩ ግፊቶች ተለዋዋጭ ሚዛን ብቻ ነው። ሆኖም፣ በቀዳዳው ግድግዳ በኩል የሌዘር ኃይል መምጠጥ እና የቁሳቁሶች ትነት፣ ከትንሹ ጉድጓድ ውጭ የብረት ትነት መውጣት፣ እና የትንሹ ጉድጓድ እና የቀለጠ ገንዳ ወደፊት መንቀሳቀስ ሁሉም በጣም ኃይለኛ እና ፈጣን ሂደቶች ናቸው። በተወሰኑ የሂደት ሁኔታዎች፣ በብየዳ ሂደት ወቅት በተወሰኑ ጊዜያት፣ የትንሹ ጉድጓድ መረጋጋት በአካባቢው አካባቢዎች ሊስተጓጎል የሚችልበት ዕድል አለ፣ ይህም ወደ ብየዳ ጉድለቶች ሊያመራ ይችላል። በጣም የተለመዱት እና የተለመዱት ትናንሽ የቀዳዳ አይነት የቀዳዳ ጉድለቶች እና በቁልፍ ጉድጓድ ውድቀት ምክንያት የሚፈጠሩ ብተናዎች ናቸው፤

ስለዚህ የቁልፍ ቀዳዳውን እንዴት ማረጋጋት ይቻላል?

የቁልፍ ቀዳዳ ፈሳሽ መለዋወጥ በአንጻራዊነት ውስብስብ ሲሆን በጣም ብዙ ነገሮችን ያካትታል (የሙቀት መስክ፣ የፍሰት መስክ፣ የኃይል መስክ፣ የኦፕቶኤሌክትሮኒክ ፊዚክስ)፣ ይህም በቀላሉ በሁለት ምድቦች ሊጠቃለል ይችላል፡- የገጽታ ውጥረት እና የብረት ትነት መመለሻ ግፊት መካከል ያለው ግንኙነት፤ የብረት ትነት የመመለሻ ግፊት በቀጥታ የቁልፍ ቀዳዳዎችን በማመንጨት ላይ ይሠራል፣ ይህም ከቁልፍ ቀዳዳዎች ጥልቀት እና መጠን ጋር በቅርበት የተቆራኘ ነው። በተመሳሳይ ጊዜ፣ በብየዳ ሂደት ውስጥ የብረት ትነት ወደ ላይ የሚንቀሳቀስ ብቸኛው ንጥረ ነገር እንደመሆኑ መጠን፣ ከስፓተር መከሰት ጋር በቅርበት የተቆራኘ ነው፤ የገጽታ ውጥረት የቀለጠውን ገንዳ ፍሰት ይነካል።

ስለዚህ የተረጋጋ የሌዘር ብየዳ ሂደት የሚወሰነው በቀለጠ ገንዳ ውስጥ ያለውን የገጽታ ውጥረት ስርጭት ቅልመት በመጠበቅ ላይ ነው፣ ብዙ መለዋወጥ ሳይኖር። የገጽታ ውጥረት ከሙቀት ስርጭት ጋር የተያያዘ ነው፣ እና የሙቀት ስርጭት ከሙቀት ምንጭ ጋር የተያያዘ ነው። ስለዚህ፣ የተቀናጀ የሙቀት ምንጭ እና የማወዛወዝ ብየዳ ለተረጋጋ ብየዳ ሂደት ሊሆኑ የሚችሉ ቴክኒካዊ አቅጣጫዎች ናቸው፤

የብረት ትነት እና የቁልፍ ቀዳዳ መጠን ለፕላዝማ ተጽእኖ እና ለቁልፍ ቀዳዳው መክፈቻ መጠን ትኩረት መስጠት አለባቸው። መክፈቻው በሰፋ ቁጥር የቁልፍ ቀዳዳው ትልቅ ሲሆን፣ በቀለጠ ገንዳው የታችኛው ክፍል ላይ ያለው ቸልተኛ መለዋወጥ በአጠቃላይ የቁልፍ ቀዳዳ መጠን እና በውስጣዊ ግፊት ለውጦች ላይ በአንጻራዊ ሁኔታ አነስተኛ ተጽዕኖ ያሳድራል፤ ስለዚህ የሚስተካከል የቀለበት ሁነታ ሌዘር (አንኑላር ስፖት)፣ የሌዘር ቅስት ዳግም ውህደት፣ የድግግሞሽ ሞዱል፣ ወዘተ ሊሰፉ የሚችሉ አቅጣጫዎች ናቸው።