Ежемесячный научно-технический и производственный журнал

ISSN 0131-9582

  • Сквозной номер выпуска: 1117
  • Страницы статьи: 28-35
  • Поделиться:

Рубрика: Без рубрики

Экспериментально изучаются особенности лазерного сверления композиционной высокопористой керамики, состоящей из алюмосиликатов, стекла и небольшой добавки полистирена (EPS). Обнаружено, что образование жидкой фазы может способствовать упрочнению керамики. Предложен список факторов, определяющих динамику формирования отверстия. К ним относятся не только известные ранее для металлов и плотных керамик процессы нагрева, плавления, абляции и выброса, но и ряд других: вскипание компонента смеси с самой низкой температурой термического разложения и его уход из зоны воздействия; расплав менее летучих компонент; уплотнение примыкающей к стенкам керамики; стеклование жидкой фазы при ее охлаждении после облучения. Указанные эффекты зависят от плотности композита, а также от вязкости разжиженного материала
Я. С. ФИРОНОВ1, канд. физ.-мат. наук И. В. МЕЛЬНИКОВ1, канд. физ.-мат. наук Е. Р. НАДЕЖДИН2, д-р физ.-мат. наук В. Н. ТОКАРЕВ3 ; 1Школа радиотехники и компьютерных технологий, МФТИ (Россия, г. Долгопрудный)
2HTЦ морской геофизики, МФТИ (Россия, г. Долгопрудный)
3Институт общей физики им. А. М. Прохорова Российской академии наук (ИОФ РАН) (Россия, г. Москва)
Whiteley P., Russman H. D., Bishop J. D. Porosity of building materials. A collection of published results // J. Oil Col. Chem. Assoc. 1977. V. 60. P. 142 ? 150. Najar P. A. M., Nimje M. T., Bagde S. U. et al. Development of light wight foamed bricks from red mud. Bauxite, Alumina and Aluminium Industry of Asia Conference, 2012. Toru Shimizua, Kazuhiro Matsuura, Harumi Furue, Kunio Matsuzak. Thermal conductivity of high porosity alumina refractory bricks made by a slurry gelation and foaming method // J. Eur. Ceram. Soc. 2013. V. 33. P. 3429 ? 3435. URL: http://dx.doi.org/10.1016/j.jeurceramsoc.2013.07.001 Bernal E. M., Vlasova M., Aguilar P. A. M. et al. Synthesis and properties of porous ceramics obtained with the use of spherical expanded polystyrene particles of packaging material // Sci. Sint. 2020 (in press). Yulong Yang, Fengli Liu, Qibing Chang et al. Preparation of fly ash-based porous ceramic with alumina as the pore-forming agent // Ceramics. 2019. V. 2. P. 286 ? 295. doi:10.3390/ceramics2020023. Sarkar S., Bandyopadhyay S., Larbot A., Cerneaux S. New clay?alumina porous capillary supports for filtration application // J. Membr. Sci. 2018. V. 392. P. 130 ? 136. doi:10.1016/j.memsci.2011.12.010. Twigg M. V., Richardson J. T. Fundamentals and applications of structured ceramic foam catalysts // Ind. Eng. Chem. Res. 2007. V. 46. P. 4166 ? 4177. Hamdan Yahya, Mohd Roslee Othman, Zainal Arifin Ahmad. Effect of mullite formation on properties of aluminosilicate ceramic balls // Procedia Chemistry. 2016. V. 19. P. 922 ? 928. doi: 10.1016/j.proche.2016.03.136 Chunbo Zhou, Xiaogang Mu, Youzhi Zhang, Xuanjun Wang. Review on the research methods of the barrier and explosion-proof properties of porous materials // International Symposium on Mechanics, Structures and Materials Science (MSMS 2018), 2018/ AIP Conf. Proc. V. 1995. No. 1. 020003-1?020003-9; https://doi.org/10.1063/1.5048734Published by AIP Publishing. 978-0-7354-1711-3/$30.00 Гузман И. Я. Некоторые принципы образования пористых керамических структур. Свойства и применение // Стекло и керамика. 2003. ? 9. С. 28 ? 31. ?Guzman I. A. Certain principles of formation of porous ceramic structures: properties and applications (A review) // Glass Ceram. 2003. V. 60, No. 9 ? 10. P. 280 ? 283.? Morozova L. V., Lapshin A. E., Drozdova A. Preparation and investigation of porous aluminosilicate ceramic materials // Glass Phys. Chem. 2008. V. 34. P. 443. URL: https:// doi.org/10.1134/S1087659608040111 Luyten J., Mullens S., Cooymans J. et al. Different methods to synthesize ceramic foams // J. Eur. Ceram. Soc. 2009. V. 29. P. 829 ? 832. Burlak G., Vlasova M., Aguilar P. A. M. et al. Optical percolation in ceramics assisted by porous clusters // Opt. Comm. 2009. V. 282. P. 2850 ? 2856. Vlasova М., Kakazey M., Mel'nikov I. et al. Formation of CrxCyOz coatings under laser ablation of Cr23C6 ceramics // Surface & Coatings Technology. 2018. V. 349. P. 93 ? 102. Vlasova M., Kakazey M., Marquez A. P. et al. Laser Corrosion of TiN?TiB2 Ceramics // Res. Dev. Material Sci. RDMS. 2019. V. 10, No. 2. P. 000731. doi: 10.31031/RDMS.2019.10.000731. Vlasova M., Kakazey M., Aguilar P. A. M. et al. TiN?TiB2 сeramics degradation in the region of a steady-state laser heating // Surface & Coatings Technology. 2019. V. 378. P. 124738. Vlasova M. V., Kakazey M. G., Mel?nikov I. V. et al. Fiber-Laser Ablation of High-Temperature TiN?TiB2 Ceramics for Protective Coating // Laser Congress. 2019. (ASSL, LAC, LS&C), OSA Technical Digest (Optical Society of America, 2019), paper JM5A.37. URL: https://doi.org/10.1364/ASSL. 2019.JM5A.37 Volkov A. N., Zhigilei L. V. Melt dynamics and melt-through time in continuous wave laser heating of metal films: Contributions of the recoil vapor pressure and Marangoni effects // Int. J. Heat and Mass Transfer. 2017. V. 112. P. 300 ? 317. URL: https://doi.org/10.1016/j.ijheatmass-transfer.2017.04.100. Poprawe R., Schulz W., Schmitt R. Hydrodynamics of material removal by melt expulsion: Perspectives of laser cutting and drilling // Phys. Procedia. Pt A. 2010. V. 5. P. 1 ? 18. Dutta Majumdar J., Manna I. Laser processing of materials // Sadhana. 2003. V. 28, No. 3?4. P. 495 ? 562. Steen W. M. Laser Material Processing. Berlin/Heidelberg: Springer-Verlag, 2003. B?uerler D. Laser Processing and Chemistry. 3rd ed. Berlin/ Heidelberg: Springer-Verlag, 2000. Allmen M. V., Blatter A. Laser-beam Interactions with Materials: Physical Principles and Applications. Berlin/ Heidelberg: Springer, 2002. 208 p. Guillon O. Effects of Applied Stress and Heating Rate in Field Assisted Sintering. // Sintering. Engineering Materials. V. 35 / eds. R. Castro, van Benthem K. Berlin / Heidelberg: Springer, 2012. DOI: 10.1007/978-3-642-31009-6_9. Kovalchenko M. S. Rheology and Kinetics of Pressure Sintering // Materials Science Forum 2016. V. 835. P. 76 ? 105. URL: https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/MSF.835.76. Rice R. W. Hot Forming of Ceramics // Ultrafine-Grain Ceramics: Sagamore Army Materials Research Conference Proceedings. V. 15 / eds J. J. Burke, N. L. Reed, V. Weiss. Boston: Springer, 1970. Hongjian Wang, Huatay Lin, Chengyong Wang. Laser drilling of structural ceramics: A review // J. Eur. Ceram. Soc. 2017. V. 37. P. 1157 ? 1173. Shengyong Pang, Xin Chen, Jianxin Zhou et al. 3D transient multiphase model for keyhole, vapor plume, and weldpool dynamics in laser welding including the ambient pressure effect // Optics and Lasers in Engineering. 2015. V. 74. P. 47 ? 58. URL: https://doi.org/10.1016/j.optlaseng.2015.05.003 Bechtold P., Eiselen S., Schmidt M. Influence of electrostatic fields and laser-induced discharges on ultrashort laser pulse drilling of copper // Physics Procedia. 2010. V. 5. P. 525 ? 531. URL: https://doi.org/10.1016/j.phpro.2010.08.176 Otto A., Schmidt M. Towards a universal numerical simulation model for laser material processing // Physics Procedia. 2010. V. 5. P. 35 ? 46. URL: https://doi.org/10.1016/j.phpro. 2010.08.120. Coquard R., Rochais D., Baillis D. Conductive and Radiative Heat Transfer in Ceramic and Metal Foams at Fire Temperatures: Contribution to the Special Issue ?Materials in Fire?? / Guest Editor K. Ghazi Wakili // Fire Technology. 2012. V. 48. P. 699 ? 732. DOI: 10.1007/s10694-010-0167-8 Sol?rzano E., Reglero J. A., Rodr?guez-P?rez M. A. et al. An experimental study on the thermal conductivity of aluminium foams by using the transient plane source method // Int. J. Heat Mass. Transf. 2008. V. 51. P. 6259 ? 6267. Coquard R., Rochais D., Baillis D. Experimental investigations of the coupled conductive and radiative heat transfer in metallic/ceramic foams // Int. J. Heat Mass. Transf. 2009. V. 52, Is. 21 ? 22. P. 4907 ? 4918. Takegoshi E., Hirasawa Y., Matsuo J., Okui K. A Study on Effective Thermal Conductivity of Porous Metals // Trans. Jap. Soc. Mech. Eng. 1992. V. 58. P. 879. Fetoui M., Albouchi F., Rigollet F., Nasrallah S. B. Highly porous metal foams: effective thermal conductivity measurement using a photothermal technique // J. Porous Media 2009. V. 12, No. 10. P. 939 ? 954. Barea R., Osendi M. I., Ferreira J. M. F., Miranzo P. Thermal conductivity of highly porous Mullite material // Acta Mater. 2005. V. 53, No. 11. P. 3313 ? 3318.

Статью можно приобрести
в электронном виде!

PDF формат

500 руб

УДК 666.3-127:621.373.826
Тип статьи: Без рубрики
Оформить заявку

Ключевые слова

Для цитирования статьи

Фиронов Я. С., Мельников И. В., Надеждин Е. Р., Токарев В. Н. Лазерное сверление пористой алюмосиликатной керамики // Стекло и керамика. 2021. Т. 94, № 1. С. 28-35. УДК 666.3-127:621.373.826