Испарения необходимо

Электронно-лучевая обработка основана на превращении кинетической энергии направленного пучка электронов в тепловую. Высокая плотность энергии сфокусированного электронного луча позволяет обрабатывать заготовки за счет нагрева, расплавления и испарения материала с узколокального участка.

Достигаемый уровень температур создает благоприятные условия для развития процесса испарения материала в зоне воздействия, что приводит к образованию кратера, изменению зеренной структуры материала до глубины -20 мкм [103] и резко неравномерному распределению микротвердости. Образовавшиеся при облучении с энергией импульса 6,5 Дж слои различаются явно выраженными морфологическими изменениями с формированием в верхнем слое мелкокристаллической структуры. Увеличение энергии лазерного пучка сопровождается испарением кобальтовой прослойки, в результате чего наблюдается образование сферических пор, полостей, микротрещин и сколов. Природа подобных дефектов связана с действием интенсивного теплового удара, с развивающимися высокими термическими напряжениями. Вследствие короткого промежутка времени воздействия и существенных различий в теплофизических характеристиках фазовых составляющих твердого сплава релаксационные процессы в виде пластического течения не успевают происходить. В результате этого наблюдается растрескивание материала.

где гя — удельная теплота испарения материала поверхности с химическим символом Е.

Важным фактором, определяющим выбор оптимальных режимов процесса обработки, является высота неровностей упрочненной поверхности. Эти неровности возникают в результате частичного испарения материала в процессе облучения при режимах с плот-

где D0 — начальный диаметр лунки; W — энергия излучения импульсного ОКГ; у — половинный угол раствора светового конуса; L0 — удельная энергия испарения материала при Т = ОК.

На геометрию лунки в исходном материале существенное влияние оказывают расфокусировка лазерного луча и положение фокуса относительно обрабатываемой поверхности. Расфокусировка, т. е. tg 7 =f= 0, приводит к уменьшению плотности светового потока в лазерном пятне. В этом случае существует некоторый предел в диаметре обрабатываемого отверстия, выше которого будет недостаточно плотности излучения для испарения материала:

Процесс будет продолжаться до тех пор, пока h сравнимой D, причем глубина лунки определяется скоростью испарения материала. При очень высоких плотностях мощности (более 107 Вт/см2) потерями энергии, обусловленными теплопроводностью, можно пренебречь. Падающее на поверхность излучение поглощается в тонком слое материала и вызывает быстрое испарение вещества. При лазерном излучении толщина поглощающего слоя приблизительно равна 1 мкм. Если пары удаляются с поверхности достаточно быстро и эффект экранирования пренебрежимо мал, скорость испарения связана с плотностью потока с/ простым соотношением

В случае использования кремния свет поглощается и немедленно превращается в тепло. Если поглощенной энергии достаточно, то начинается плавление, и поскольку лазерный импульс короткий, то плавление становится локальным. Если энергия импульса будет увеличиваться, то температура может достигнуть точки испарения материала. При плотности мощности около 108 Вт/см2 температура в зоне воздействия увеличивается до 1010 °С/с, а температурные градиенты до 10~6°С/см. Требуется около 5 не после начала лазерного импульса для того, чтобы об-раГатываемая поверхность достигла температуры испарения; после 50 не материал начинает плавиться на глубину до 2 мкм. Испаренный материал имеет более высокий коэффициент поглощения, чем этот же материал в твердом состоянии. После того как поверхностный слой испарен, с помощью лазерного луча мо-

Применение лазерных методов литографии, основанных на процессе испарения материала тонкой пленки маскирующего покрытия, позволяет исключить операции фотолитографии и осуществлять контроль размеров рисунка фотошаблона в реальном масштабе при значительном сокращении цикла его изготовления.

для обработки материала, при частоте следования импульсов от 5 до 50 кГц. Длительность импульса, составляющая приблизительно 250 не, достаточна для испарения материала, например кремния, но недостаточна для передачи тепла в участки, прилегающие к зоне обработки. Так, в месте воздействия лазерного пятна температура достигает 1800° С; при такой температуре испаряется вещество из зоны обработки, но отсутствует тепловое разрушение соседних участков.

В то же время явления, протекающие в прилегающем к поверхности слое, существенно влияют на полноту реализации тепловых эффектов поверхностных процессов. Так, из-за изменения вязкости расплава реальных стеклопластиков по сравнению с однородным стеклом температура их поверхности может оказаться недостаточной для испарения материала и его большая часть будет снесена с поверхности при минимальном теплозащитном эффекте. В других условиях температура газообразных продуктов термического разложения связующего, выходящих из пористого прококсованного слоя, может оказаться настолько низкой, что на разрушающейся поверхности появятся чередующиеся участки с высокой и низкой температурами (температурная шероховатость) и нарушится регулярное течение в пограничном слое.

Для расчета сопротивления двухфазного потока в области испарения необходимо знать изменение массового расходного паросодержания потока х в обеих ее зонах, которое с учетом (6.19) , (6.20) можно вычислить по выражению

В этих условиях для снижения давления в испарителе, т. е. для снижения температуры испарения, необходимо включить в работу дополнительные эжекторы. Тогда" массовая производительность каждого эжектора снизится. При практически постоянной объемной производительности каждого Эжектора это приведет к снижению давления в испарителе и соответствующему увеличению удельного объема пара, отсасываемого из испарителя.

В ряде случаев,-для того чтобы весь паровой объем использовался для сепарации капельной влаги наиболее эффективно, еще недостаточно .выравнять лишь нагрузки зеркала испарения, необходимо также обеспечить по возможности равномерное распределение пара в сечениях барабана вблизи пароотводящих труб. Этого чаще всего достигают с помощью дырчатого листа, играющего роль дроссельного устройства небольшого сопротивления Ард.л. Хотя Дрд.л мало, оно должно быть значительно выше сопротивления движению пара в паровом объеме, так как только в этом случае распределение пара по площади листа будет достаточно равномерным *. Установка пароприемного дырчатого листа в барабане парового котла показана на рис. 4.28.

В сушилах литейных цехов полное насыщение газов влагой не достигается, так как проходящая масса газов значительно больше, чем требуется для насыщения испаряемой влагой. Чтобы улучшить процесс испарения, необходимо обеспечить интенсивный теплообмен в сушиле и прежде всего правильное омывание высушиваемого материала потоком горячих дымовых газов.

Помимо скорости испарения необходимо также знать суммарный тепловой эффект поверхностных процессов, которые входят в тепловой баланс на внешней поверхности пленки расплава (см., например, (8-4)). Величина AQ№ включает теплоту собственно испарения AQHCn, а также часть теплового эффекта диссоциации молекул стекла AQSiO и молекул 202 кислорода AQcv :

а. При расчете диффузии пара от поверхности капли считается, что парциальное давление пара равно нулю на поверхности горения. В действительности пары топлива разлагаются при гораздо более низких температурах. Значит, при расчете испарения надо считать парциальное давление пара топлива равным нулю при температуре порядка 900—1000°С. Это приведет к понижению температуры капли и, следовательно, к увеличению интенсивности испарения. Необходимо, однако, отметить, что другие процессы, связанные с коксо-образованием на поверхности капли, могут привести к обратному явлению.

3. В некоторых работах [141, 142, 144 и др.] указано, что весьма существенное значение в процессах теплообмена и испарения капель жидкостей приобретает скорость газов относительно капель. Чем выше эта скорость, тем выше теплоотдача и тем меньше время испарения. Следовательно, для интенсификации процессов испарения необходимо обеспечить такой способ ввода испаряемой распыленной жидкости, при котором относительная скорость была бы максимальной.

или воды в состоянии насыщения на выходе из зоны испарения необходимо найти и изменение во времени суммарного расхода всей рабочей среды Ма в этом сечении. Этот расход нетрудно получить из того же уравнения (7.69), так как значения интервалов времени &ta определяют по графикам рис. 7.19, как от-^резки прямой е. Таким образом, Ma[t] также известно. Если использовать уравнения:

1. Марганец обладает высокой упругостью паров, в связи с чем потери его от испарения при нормальных условиях производства достигают 8—10 %, а при неправильном электрическом режиме печи могут повышаться до ^20 %. Для уменьшения потерь марганца от испарения необходимо не допускать образования в печи зон перегрева. Электроды должны быть расположены в шихте достаточно глубоко, чтобы пары марганца успевали конденсироваться в верхних слоях шихты. Обычно это условие соблюдается при полезном фазовом напряжении 50—90 В (более высокое для более мощных печей).

1. Марганец обладает высокой упругостью паров, в связи с чем потери его от испарения при нормальных условиях производства достигают 8—10 %, а при неправильном электрическом режиме печи могут повышаться до ^20 %. Для уменьшения потерь марганца от испарения необходимо не допускать образования в печи зон перегрева. Электроды должны быть расположены в шихте достаточно глубоко, чтобы пары марганца успевали конденсироваться в верхних слоях шихты. Обычно это условие соблюдается при полезном фазовом напряжении 50—90 В (более высокое для более мощных печей).