Ann an raon innealan comharrachaidh laser ìre picosecond, is e cruinneas am prìomh chomharradh airson coileanadh an uidheamachd a mheasadh. Tha am bunait, mar phrìomh ghiùlan airson an t-siostam laser agus co-phàirtean mionaideachd, a’ toirt buaidh dhìreach air seasmhachd cruinneas giollachd. Tha eadar-dhealachaidhean mòra aig clach-ghràin agus iarann tilgte, mar dhà phrìomh stuth bunaiteach, ann an feartan lughdachadh mionaideachd rè giollachd ultra-mhìn ìre picosecond. Nì an artaigil seo mion-sgrùdadh domhainn air buannachdan agus eas-bhuannachdan coileanaidh an dà chuid gus bunait saidheansail a thoirt seachad airson ùrachadh uidheamachd.
Bidh feartan stuthan a’ dearbhadh bunait cruinneas
'S e creag theinnteach a th' ann an clach-ghràin gu bunaiteach a chaidh a chruthachadh tro phròiseasan geòlais thar ceudan de mhilleanan de bhliadhnaichean. Tha an structar criostail a-staigh aige dùmhail agus èideadh, le co-èifeachd leudachaidh loidhneach cho ìosal ri 0.5-8 ×10⁻⁶/℃, an coimeas ri aloidhean mionaideach leithid stàilinn indium. Tha an fheart seo a’ fàgail an atharrachadh meudach aige cha mhòr neo-shuntasach nuair a bhios an teòthachd mun cuairt ag atharrachadh, a’ seachnadh gu h-èifeachdach gluasad slighe optigeach agus mearachdan meacanaigeach air adhbhrachadh le leudachadh teirmeach agus giorrachadh. A bharrachd air an sin, tha dùmhlachd clach-ghràin cho àrd ri 2.6-2.8g /cm³, aig a bheil comas gabhail crith sàr-mhath gu nàdarrach. Faodaidh e na crithidhean àrd-tricead a thèid a chruthachadh rè giullachd laser a lughdachadh gu luath, a’ dèanamh cinnteach à seasmhachd an t-siostaim optigeach agus phàirtean gluasadach.
Tha bunaitean iarainn-tilgte air an cleachdadh gu farsaing air sgàth an coileanadh tilgeadh sàr-mhath agus na buannachdan cosgais aca. Tha structar grafait sgoltach àbhaisteach iarainn-tilgte liath ga thoirt seachad le coileanadh maothachaidh sònraichte, a dh’ fhaodas timcheall air 30% gu 50% den lùth crith a ghabhail a-steach. Ach, tha co-èifeachd leudachaidh teirmeach iarainn-tilgte timcheall air 10-12 ×10⁻⁶/℃, a tha 2-3 uiread nas motha na clach-ghràin. Fo chruinneachadh teas a thig bho phròiseasadh leantainneach fad-ùine, tha deformachadh tomhasach buailteach tachairt. Aig an aon àm, tha cuideam tilgeadh taobh a-staigh an iarainn-tilgte. Mar a thèid an cuideam a leigeil ma sgaoil rè a’ phròiseas cleachdaidh, faodaidh e atharrachaidhean do-atharrachail adhbhrachadh ann an rèidhleanachd agus ceart-cheàrnachd a’ bhunait.
An dòigh-obrach lughdachadh mionaideachd ann am pròiseasadh ìre picosecond
Le feartan cuisle goirid thar-ghoirid, faodaidh giollachd leusair picosecond giollachd mhionaideach a choileanadh aig ìre fo-micron no eadhon ìre nanometer, ach tha riatanasan teann ann cuideachd airson seasmhachd an uidheamachd. Leis an structar a-staigh seasmhach aige, faodaidh bunait a’ chlach-ghràin smachd a chumail air freagairt crith aig ìre fo-micron fo bhuaidh leusair àrd-tricead, a’ cumail suas cruinneas suidheachaidh fòcas an leusair gu h-èifeachdach. Tha an dàta tomhaiste a’ sealltainn gu bheil an inneal comharrachaidh leusair le bunait chlach-ghràin fhathast a’ cumail suas claonadh leud loidhne taobh a-staigh ±0.5μm às deidh giollachd leantainneach 8-uair de picosecond.
Nuair a bhios bonn iarainn-theilgte fosgailte do chreathadh àrd-tricead laser picosecond, bidh sgìths microscopach air an structar gràin a-staigh mar thoradh air buaidh leantainneach, agus mar thoradh air sin bidh lùghdachadh ann an cruas a’ bhunait. Tha dàta sgrùdaidh bho iomairt saothrachaidh leth-chonnsachaidh sònraichte a’ sealltainn, às deidh sia mìosan de dh’ obrachadh, gu bheil ìre lughdachadh cruinneas giollachd uidheamachd le bonn iarainn-theilgte a’ ruighinn 12%, a tha air a nochdadh sa mhòr-chuid mar àrdachadh ann an garbh-chruth oirean na loidhne agus leudachadh ann am mearachdan suidheachaidh. Aig an aon àm, tha iarann-theilgte an ìre mhath mothachail air taiseachd na h-àrainneachd. Tha cleachdadh fad-ùine buailteach do mheirg, agus mar sin a’ luathachadh crìonadh cruinneas.
Dearbhadh eadar-dhealachaidhean coileanaidh ann an tagraidhean practaigeach
Ann an raon giullachd phàirtean mionaideachd dealanach 3C, rinn iomairt ainmeil deuchainn choimeasach air coileanadh uidheamachd dà sheòrsa bunait stuthan. Anns an deuchainn, chaidh dà inneal comharrachaidh laser picosecond leis an aon rèiteachadh a uidheamachadh le bunaitean clach-ghràin agus iarann teilgte fa leth gus glainne scrionaichean fòn-làimhe le leud de 0.1mm a ghearradh agus a chomharrachadh. Às deidh 200 uair de phròiseasadh leantainneach, b’ e 98.7% ìre gleidhidh cruinneas giullachd an uidheamachd bunait clach-ghràin, agus dìreach 86.3% an uidheamachd bunait iarainn teilgte. Sheall oirean a’ ghlainne a chaidh a phròiseasadh leis an fhear mu dheireadh lochdan fiacail-sàbhaidh follaiseach.
Ann an saothrachadh phàirtean aerospace, tha dàta sgrùdaidh fad-ùine institiud rannsachaidh sònraichte a’ nochdadh nan eadar-dhealachaidhean nas fhasa: Tha lughdachadh mionaideachd cruinnichte nas lugha na 3μm aig an inneal comharrachaidh laser le bonn clach-ghràin taobh a-staigh beatha seirbheis còig bliadhna; Ach, às deidh trì bliadhna, tha mearachd giollachd uidheamachd bonn iarainn-tilgte air adhbhrachadh le deformachadh a’ bhunait air a dhol thairis air an ìre pròiseas de ± 10μm, agus feumar calibradh cruinneas iomlan an inneil a dhèanamh.
Molaidhean airson co-dhùnaidhean ùrachadh
Ma tha iomairtean a’ gabhail ri giollachd àrd-chruinneas agus seasmhach fad-chuairt mar na prìomh iarrtasan aca, gu sònraichte ann an raointean leithid sgoltagan leth-chonnsachaidh agus co-phàirtean optigeach mionaideach, tha bunaitean clach-ghràin, leis an seasmhachd teirmeach air leth agus an aghaidh crith, nan roghainn ùrachaidh air leth. Ged a tha a’ chosgais solarachaidh tùsail 30% gu 50% nas àirde na cosgais iarainn-tilgte, bho shealladh cosgais làn-chuairt-beatha, faodaidh an tricead nas lugha de chalabrachadh mionaideach agus ùine downt uidheamachd airson cumail suas na buannachdan iomlan a leasachadh gu mòr. Airson suidheachaidhean tagraidh le riatanasan cruinneas giollachd an ìre mhath ìosal agus buidseatan cuibhrichte, faodar bunaitean iarainn-tilgte a chleachdadh fhathast mar fhuasgladh eadar-amail fo bhunait smachd reusanta a chumail air an àrainneachd cleachdaidh.
Le bhith a’ dèanamh coimeas siostamach eadar feartan lughdachadh mionaideachd clach-ghràin agus iarann tilgte ann an giullachd ìre picosecond, chithear gur e ceum cudromach a th’ ann a bhith a’ taghadh an stuth bunaiteach iomchaidh gus cruinneas agus earbsachd giullachd an inneil comharrachaidh laser a leasachadh. Bu chòir do ghnìomhachasan, a rèir an riatanasan teicneòlais fhèin agus beachdachaidhean cosgais, co-dhùnaidhean saidheansail a dhèanamh air a’ phlana ùrachadh bunaiteach gus bunait uidheamachd làidir a thoirt seachad airson saothrachadh àrd-inbhe.
Àm puist: 22 Cèitean 2025