研究目的
研究残余应力的分布，并寻找一种最佳辐照方式以控制CO2激光辐照后熔融石英上的残余拉应力。
研究成果
数值模拟显示，由于快速冷却，CO2激光照射后熔融石英表面仍存在高拉应力。研究提出了三种降低该应力的工艺，其中在恒温烘箱中处理熔融石英最具前景。确保工件在应变点温度附近保持足够时间是降低残余拉应力的关键。
研究不足
该研究侧重于数值模拟而非实验验证。所提出的降低残余拉应力的工艺方法在实际应用中可能还需进一步的实验测试。
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CO<sub>2</sub>激光辐照熔融石英的耦合热-力学分析
DOI：10.4028/www.scientific.net/amr.806.531
期刊：Advanced Materials Research
出版年份：2015
更新时间：2025-09-16 10:30:52
摘要：
为了以韧性模式研磨熔融石英，有研究提出通过CO?激光照射修复其表面及亚表面微裂纹。但由于表面熔融的石英在空气中快速冷却，仍会残留较大残余应力，导致熔融石英韧性研磨的临界切削深度小于0.2微米。为探究残余应力分布并寻找控制拉伸残余应力的最佳照射方式，本研究建立了CO?激光照射下熔融石英动态行为的数值模型。该模拟综合考虑了激光能量吸收、热传导、熔融石英的粘弹性行为及热致应力等因素。研究结果揭示了残余应力的形成机制与分布规律，发现通过精准调控激光过程中温度场的时间与空间分布是降低残余应力的关键。为此提出三种减少激光照射引入的熔融石英表面拉伸残余应力的工艺方案，并通过数值分析对比其残余应力分布，从而优选最佳激光照射方法。
作者：
Runqiang Li，Peng Yao，Hao Meng，Jun Wang，Ke Zhang，Chuanzhen Huang，Bin Zou，Hanlian Liu
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