脉冲激光切割Al2O3陶瓷板的热应力效应

简介：
本研究探讨了使用脉冲激光技术对Al2O3陶瓷板材进行切割时产生的热应力影响。通过实验分析和数值模拟，评估不同参数条件下热应力分布及其对材料微观结构的影响，为精密加工提供优化方案。 运用热应力切割脆性材料的可控断裂激光切割技术，在切割过程中通过激光能量诱发拉应力使材料沿光束移动方向分离以完成切割。这一过程类似于裂纹扩展，并且是可控制的。基于固体热传导理论，利用有限元方法建立了三维热弹计算模型。通过对脉冲激光扫描切割Al2O3陶瓷板时温度场和应力场变化进行模拟分析，获得了在切割过程中温度场与热应力场的分布及其随时间的变化规律。此外，研究了激光照射期间，在陶瓷板材厚度方向上压应力转变为拉应力的情况，并根据可控断裂原理解释了脉冲激光扫描导致裂纹沿指定路径扩展的原因。