Create successful ePaper yourself
Turn your PDF publications into a flip-book with our unique Google optimized e-Paper software.
ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2 ο<br />
διαδικασιών εκτός ισορροπίας µε συνεχή περιγραφή της διέγερσης λόγω της ακτινοβολίας<br />
του Laser, κάνοντας χρήση του διθερµοκρασιακού µοντέλου. Στα µεταλλικά υλικά η<br />
ακτινοβολία του Laser απορροφάται από τα ηλεκτρόνια της εξωτερικής στοιβάδας. Η<br />
ενέργεια αυτή, σε κλάσµατα femtoseconds, ισορροπείται µεταξύ των ηλεκτρονίων και<br />
ακολούθως, αλλά µε βραδύτερους ρυθµούς, µετατρέπεται σε ταλαντώσεις της κρυσταλλικής<br />
δοµής. Σε αυτή τη συνδυαστική µέθοδο η Μ∆ υποκαθιστάται από την ΤΤΜ για τον<br />
υπολογισµό των θερµοκρασιών της κρυσταλλικής δοµής. Η µέθοδος της Μ∆<br />
χρησιµοποιείται µόνο για την επιφανειακή περιοχή του υλικού, όπου είναι ενεργές οι<br />
διαδικασίες τήξης και αποδόµησης του υλικού. Στην συνέχεια και όσο αυξάνεται το βάθος η<br />
ΤΤΜ εφαρµόζεται για την περιγραφή των φαινοµένων.<br />
Η µελέτη [47] παρουσιάζει τους µηχανισµούς διάσπασης του Ni κατά την διάρκεια<br />
αποδόµησής του µε χρήση Femptosecond Laser, κάνοντας χρήση συνδυασµένης µεθόδου<br />
Μοριακής ∆υναµικής και ΤΤΜ. Γενικά υπάρχουν τρία στάδια µεταφοράς ενέργειας<br />
προκαλούµενα από ακτινοβολία µε Femtosecond Laser. Αρχικά τα ελεύθερα ηλεκτρόνια που<br />
υπάρχουν µέσα στην κρυσταλλική δοµή απορροφούν την ενέργεια του παρέχεται από το<br />
Laser. Το στάδιο αυτό χαρακτηρίζεται από έλλειψη θερµικής ισορροπίας µεταξύ των<br />
ηλεκτρονίων. Κατά το δεύτερο στάδιο, τα ηλεκτρόνια έχουν περιέλθει σε θερµική ισορροπία<br />
και η πυκνότητα της κατάστασής τους µπορεί επαρκώς να περιγραφή από την κατανοµή<br />
Fermi. Παρόλα αυτά όµως, τα ηλεκτρόνια και το κρυσταλλικό πλέγµα συνεχίζουν να<br />
βρίσκονται σε δυο διαφορετικές θερµοκρασίες. Στο τρίτο και τελικό στάδιο τα ηλεκτρόνια<br />
και το κρυσταλλικό πλέγµα φτάνουν σε κατάσταση θερµικής ισορροπίας και θερµική<br />
διάχυση µεταφέρει την ενέργεια µέσα στον όγκο του υλικού. Το ΤΤΜ µοντέλο<br />
επικεντρώνεται στον µηχανισµό θέρµανσης, που αποτελείται από τον µηχανισµό<br />
απορρόφησης της ενέργειας του Laser από τα ηλεκτρόνια και τον µηχανισµό θέρµανσης του<br />
κρυσταλλικού πλέγµατος λόγω της αλληλεπίδρασης ηλεκτρονίων-πλέγµατος. Παρόµοια µε<br />
την µελέτη [46] και σε αυτή τη µελέτη η Μ∆ ανάλυση πραγµατοποιείται για τις περιοχές<br />
κοντά στην επιφάνεια του υλικού και ακολουθεί ΤΤΜ κατά την αύξηση του βάθους.<br />
Συνδυαστική ανάλυση Μ∆ και ΤΤΜ έχει επίσης χρησιµοποιηθεί στην µελέτη [48]. Σκοπός<br />
της µελέτης ήταν να προσοµοιώσει την αποδόµηση µετάλλων µε χρήση Μ∆, τα<br />
αποτελέσµατα της οποίας ενηµερώνουν συνεχώς την µετάδοση θερµότητας δι’ αγωγής µε την<br />
ενέργεια η οποία µεταφέρεται από τα ελευθέρα ηλεκτρόνια σε κάθε χρονική στιγµή του<br />
υπολογιστικού πειράµατος. Το πρόβληµα έχει προσοµοιωθεί µονοδιάστατα (1D) και τα<br />
33
Change language