理论与现实的连番轰炸之下,座谈会上的思想,也逐渐被统一了起来。
在常浩南结束了第一部分的介绍之后,侯院士首先开了口:
“常教授,能不能具体说说,接下来需要我们负责哪些方面的工作?”
“当然。”
常浩南端起杯子,喝了口水,然后继续道:
“本来就在研究超短脉冲激光的同志们应该清楚,到目前为止,关于激光与材料之间的相互作用机理,行业内普遍还在使用1974年由苏联科学家提出的双温方程,也就是把电子系统和晶格系统的温度分别用傅里叶热传导方程表示,再将两个方程用能量传递项进行关联。”
“这个方程在形式上足够简单,但只能描述电子与晶格相互之间的能量转换和温度变化,而无法解释解释微观粒子运动的统计学规律,也无法模拟出激光加工材料后的状态。”
“即便后续有很多学者在这一模型的基础上进行过参数修正,但双温模型的不足是原理上的,不可能通过简单增加固定项的方式克服。”
“如果想要用双温模型指导工业生产,就需要对每一个加工环节都给出不同的修正,而修正方式又反过来需要大量试验才能获得,那也就谈不上什么指导了……”
并不是所有人都能听懂常浩南的这部分机理介绍,但坐在他左边首位的侯院士却看得频频点头。
在他过去的研究中,确实被双温模型的描述误差搞得非常头大。
“所以,我们需要一种新的模型……”
常浩南这一次没有切换ppt,而是起身来到了会议室角落里放着的一块黑板旁边,在上面写下了几个大字——
烧蚀阈值模型。
“这是我根据分子动力学原理提出来的一个设想,当然,目前还处在比较初步的状态。”
常浩南又在下面写了一个字符。
φ。
“烧蚀阈值,我定义为,足以破坏晶格的稳定性,使系统出现不可逆转的破坏,且至少能去除一层材料的激光能通量。”
“这个阈值不区分作用机理,可以同时用于描述冷烧蚀和热烧蚀。”
“而在分子动力学计算的过程中我发现,对于皮秒或更短时间的脉冲波来说,烧蚀阈值的偏离非常小,导致烧蚀可以从一种统计属性转变成相对确定的行为。
这样一来,我们就排除了加工参数的不确定性,只需要考虑被加工材料本身,当然还有激光源的特性。”
哪怕听不懂前面机理部分的人,此时也是眼前一亮。
“如果只需要考虑材料和激光源的话,那这个系统复杂程度……岂不是和传统的机械加工类似?”
或许是由于兴奋,侯院士的声音都有点变形。
“正是如此。”
常浩南转过身,回到会议桌前,但却没有坐回座位上:
“传统的机械加工,需要预先得知材料和刀具的硬度、刚度、热膨胀系数、剪切强度……等等,我们统称为机械性能。”
“但超短激光加工是另外一套逻辑,我们需要做的,就是找到这些和机械性能对应、可以决定光学加工效果的属性,再把它们和烧蚀模型结合起来,最终做到像机械手段那样,对任何已知材料进行可控加工!”
(本章完)
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