You also want an ePaper? Increase the reach of your titles
YUMPU automatically turns print PDFs into web optimized ePapers that Google loves.
Πειραµατική και θεωρητική ανάλυση µε τη χρήση Μοριακής ∆υναµικής του µηχανισµού<br />
φωτοαποδόµησης µεταλλικών υλικών προκαλούµενης απο ακτίνες Laser<br />
ΠΕΡΙΛΗΨΗ<br />
Το αντικείµενο της παρούσας διατριβής είναι η πειραµατική και θεωρητική ανάλυση µε τη<br />
χρήση Μοριακής ∆υναµικής του µηχανισµού φωτοαποδόµησης µεταλλικών υλικών που<br />
προκαλείται από την επίδραση ακτίνων Laser.<br />
Η τεχνολογία των µικρο-κατεργασιών µε Laser είναι µια νέα τεχνολογία που επιτρέπει τη<br />
δηµιουργία εξαρτηµάτων σε κλίµατα µικροµέτρου. Για την υλοποίηση των µικρο-κατεργασιών<br />
µε Laser χρησιµοποιούνται συστήµατα Laser υπερβραχέων παλµών. Φωτοαποδόµηση είναι η<br />
διαδικασία αφαίρεσης υλικού, που ακολουθεί την εφαρµογή δέσµης Laser σε αυτό και<br />
ουσιαστικά αποτελεί συνδυασµό εξάχνωσης, εξάτµισης και τήξης. Χαρακτηρίζεται από<br />
ιδιαίτερα µικρά χρονικά και χωρικά µεγέθη, καθώς και από ακραίες τιµές θερµοκρασίας και<br />
πίεσης. Η Μοριακή ∆υναµική (Μ∆) είναι µια αιτιοκρατική µέθοδος προσοµοίωσης. Βασίζεται<br />
στην επίλυση του δευτέρου νόµου του Νεύτωνα µε σκοπό την παρακολούθηση της κίνησης<br />
κάθε σωµατιδίου σε ένα σύστηµα. Η παρούσα διατριβή επικεντρώνεται στην ανάπτυξη<br />
µαθηµατικών µοντέλων Μ∆ ικανών να προβλέψουν τα διάφορα χαρακτηριστικά της διεργασίας<br />
όπως είναι η κρυσταλλική δοµή του υλικού πριν την επίδραση της δέσµης Laser, την χρονική<br />
και χωρική κατανοµή των φωτονίων που µεταφέρονται από τη δέσµη Laser και τη συµπεριφορά<br />
των ακτινοβολούµενων σωµατιδίων. Τα µοντέλα αυτά συνδυαζόµενα επιτρέπουν τον<br />
προσδιορισµό του βάθους φωτοαποδόµησης που προκαλείται σε ένα µεταλλικό υλικό, το οποίο<br />
έχει υποστεί ακτινοβολία µε υπερβραχείς παλµούς Laser, το παραγόµενο θερµοκρασιακό πεδίο,<br />
καθώς και τη χρονική εξέλιξη της θερµοκρασιακής κατανοµής. Μετά την πειραµατική<br />
επιβεβαίωση των θεωρητικών αποτελεσµάτων και της µεθόδου Μ∆ αναλύονται οι µηχανισµοί<br />
που οδηγούν στην φωτοαποδόµηση των µεταλλικών υλικών. Ο υπολογιστικός κώδικας<br />
παράλληλης επεξεργασίας που αναπτύχθηκε βασίσθηκε πλήρως στη δοµή της µεθοδολογίας.<br />
Το σηµαντικότερο συµπέρασµα που προκύπτει από την συγκεκριµένη διατριβή είναι ότι το<br />
βάθος φωτοαποδόµησης καθώς και ο µηχανισµός αυτής εξαρτώνται κυρίως από την πυκνότητα<br />
ενέργειας του υπερβραχέου παλµού (J/cm 2 ) που επιδρά στο µεταλλικό υλικό. Τα διάφορα<br />
χαρακτηριστικά της διεργασίας µπορούν να προβλεφθούν και να χρησιµοποιηθούν για τον<br />
αποδοτικότερο προγραµµατισµό της.<br />
vii
Change language