एसआईपीएम ने सिलिकॉन कार्बाइड सिरेमिक मैट्रिक्स कंपोजिट के फेमटोसेकंड लेजर प्रसंस्करण में प्रगति की है

हाल ही में, इंटेंस-फील्ड लेजर फिजिक्स की राज्य कुंजी प्रयोगशाला, शंघाई इंस्टीट्यूट ऑफ ऑप्टिकल प्रिसिजन मशीनरी (एसआईपीएम), चाइनीज एकेडमी ऑफ साइंसेज (सीएएस) की एक शोध टीम ने शंघाई इंस्टीट्यूट के शिक्षाविद शाओ-मिंग डोंग की एक टीम के सहयोग से सिलिकेट्स, सीएएस आदि ने SiC CMCs के फेमटोसेकंड लेजर फिलामेंटेशन के आधार पर सिलिकॉन कार्बाइड सिरेमिक मैट्रिक्स कंपोजिट (SiC CMCs) के फेमटोसेकंड लेजर मशीनिंग की निगरानी करने और फिलामेंट प्रेरित प्लाज्मा के माध्यम से फेमटोसेकंड लेजर मशीनिंग प्रक्रिया की निगरानी करने के लिए एक विधि का प्रस्ताव और प्रदर्शन किया है। SiC CMC के फेमटोसेकंड लेजर फिलामेंटेशन प्रसंस्करण और फिलामेंट-प्रेरित प्लाज्मा प्रतिदीप्ति द्वारा प्रक्रिया की निगरानी पर आधारित एक विधि प्रस्तावित और प्रदर्शित की गई है। अध्ययन के नतीजे जर्नल सीसीटीवी में "सीआईसी सिरेमिक मैट्रिक्स कंपोजिट के फेमटोसेकंड लेजर फिलामेंट एब्लेटेड ग्रूव्स और प्लाज्मा फ्लोरोसेंस द्वारा इसकी ग्रूविंग मॉनिटरिंग" के रूप में प्रकाशित किए गए थे। परिणाम सिरेमिक इंटरनेशनल में "सीआईसी सिरेमिक मैट्रिक्स कंपोजिट के फेमटोसेकंड लेजर फिलामेंट एब्लेटेड ग्रूव्स और प्लाज्मा फ्लोरोसेंस द्वारा इसकी ग्रूविंग मॉनिटरिंग" शीर्षक के तहत प्रकाशित किए गए थे।
थर्मल संरचनात्मक सामग्रियों की एक नई पीढ़ी के रूप में सिलिकॉन कार्बाइड सिरेमिक मैट्रिक्स कंपोजिट में कम घनत्व, उच्च तापमान प्रतिरोध, संक्षारण प्रतिरोध, उच्च शक्ति इत्यादि जैसे महत्वपूर्ण फायदे हैं, और इसलिए एयरोस्पेस, परमाणु ऊर्जा, राष्ट्रीय में आवेदन की काफी संभावनाएं हैं। रक्षा, हाइपरसोनिक परिवहन, आदि। SiC CMC सामग्री उपकरणों की उच्च कठोरता और अनिसोट्रोपिक प्रकृति ने मशीनिंग प्रक्रियाओं जैसे घुमावदार सतहों और गहरे छेदों की सटीक मशीनिंग आदि के लिए उच्च आवश्यकताओं और चुनौतियों को सामने रखा है। परिणाम निम्नानुसार संक्षेप में प्रस्तुत किए गए हैं। मशीनिंग. पारंपरिक मैकेनिकल, वॉटरजेट, ईडीएम, अल्ट्रासोनिक और अन्य प्रसंस्करण प्रौद्योगिकियों में गड़गड़ाहट, प्रदूषण, दरारें और अन्य दोष होने का खतरा होता है, और सटीक प्रसंस्करण का एहसास करना मुश्किल होता है। अल्ट्राफास्ट लेजर प्रसंस्करण, "कोल्ड प्रोसेसिंग" की एक नई प्रणाली के रूप में, उच्च-परिशुद्धता और यहां तक ​​कि अति-परिशुद्धता SiC CMC प्रसंस्करण की जरूरतों को पूरा करने की उम्मीद है।
इस काम में, शोधकर्ताओं ने फेमटोसेकंड लेजर एयर फिलामेंटेशन के माध्यम से, उच्च तीव्रता, फिलामेंट की लंबी इंटरेक्शन रेंज, उच्च परिशुद्धता नाली प्रसंस्करण को पूरा करने के लिए सीआईसी सीएमसी सतह में फिलामेंट का उपयोग किया, और फिलामेंट स्थिति का व्यवस्थित अध्ययन किया। लेजर पल्स ऊर्जा, स्कैनिंग गति और फिलामेंट संसाधित नाली चौड़ाई, गहराई, गर्मी प्रभावित क्षेत्र, भीतरी दीवार झुकाव कोण और अन्य मापदंडों की चौड़ाई की स्कैनिंग संख्या। प्रकाश फिलामेंट की लंबी इंटरैक्शन रेंज विशेषता घुमावदार सतहों और गहरे छिद्रों की अल्ट्राफास्ट लेजर सटीक मशीनिंग के लिए एक नया तरीका प्रदान करती है। अध्ययन वास्तविक समय में SiC CMC के ऑप्टिकल फिलामेंट प्रसंस्करण द्वारा उत्पन्न प्लाज्मा प्रतिदीप्ति को एकत्रित और विश्लेषण करके ऑप्टिकल फिलामेंट द्वारा SiC CMC प्रसंस्करण की प्रक्रिया के लिए एक निगरानी विधि का प्रस्ताव और प्रदर्शन करता है, जैसे कि सिलिकॉन परमाणुओं की 390.55 एनएम प्रतिदीप्ति (चित्र 1)। और 2). यह पाया गया है कि सिलिकॉन परमाणुओं की 390.55 एनएम प्रतिदीप्ति वर्णक्रमीय रेखा की तीव्रता में भिन्नता विभिन्न प्रसंस्करण पैरामीटर स्थितियों के तहत SiC CMC सतह सामग्री को हटाने पर सीधे प्रतिक्रिया करती है, जो SiC के फोटोफिलामेंट प्रसंस्करण की प्रक्रिया को समझने, निगरानी और अनुकूलन के लिए सहायक है। सीएमसी.
इस कार्य को चीन के राष्ट्रीय प्रमुख अनुसंधान और विकास कार्यक्रम, चीन के राष्ट्रीय प्राकृतिक विज्ञान फाउंडेशन, चीनी विज्ञान अकादमी के अंतर्राष्ट्रीय सहयोग की प्रमुख परियोजना, शंघाई नगर पालिका के विज्ञान और प्रौद्योगिकी परियोजना और शंघाई की परियोजना द्वारा समर्थित किया गया था। वैज्ञानिक और तकनीकी उपलब्धि परिवर्तन और औद्योगीकरण।

चित्र 1 (ए) ऑप्टिकल फिलामेंट द्वारा संसाधित वी-ग्रूव का योजनाबद्ध आरेख, (बी) और (सी) क्रमशः ऑप्टिकल फिलामेंट द्वारा संसाधित वी-ग्रूव के शीर्ष दृश्य और क्रॉस-अनुभागीय आकृति विज्ञान की तस्वीरें, (डी) पार्श्व की तस्वीरें ऑप्टिकल फिलामेंट की प्रतिदीप्ति, और (ई) और (एफ) मूल स्पेक्ट्रा और स्पेक्ट्रा क्रमशः SiC सीएमसी के साथ ऑप्टिकल फिलामेंट की बातचीत से प्रेरित प्लाज्मा प्रतिदीप्ति की सातत्य वर्णक्रमीय पृष्ठभूमि को हटाने के साथ।

चित्र 2 (ए) विभिन्न लेजर ऊर्जाओं पर प्रकाश फिलामेंट द्वारा संसाधित सीआईसी सीएमसी खांचे की आकृति विज्ञान, (बी) 2.4 एमजे पर खांचे क्रॉस-सेक्शन की गहराई प्रोफ़ाइल के समोच्च वक्र, (सी) खांचे की चौड़ाई, गहराई में भिन्नता, गर्मी से प्रभावित क्षेत्र, और लेजर ऊर्जा के साथ भीतरी दीवार का झुकाव कोण, और (डी) लेजर ऊर्जा के साथ प्लाज्मा प्रतिदीप्ति तीव्रता में भिन्नता।