强流脉冲离子束辐照金属Ti相变传热的数值分析

摘要：

建立了强流脉冲离子束(HIPIB)辐照金属相变传热的理论模型.基于焓法发展的二维轴对称传热模型,考虑脉冲离子束源项的时间和空间分布,以及材料变热物性的影响,计算了能量密度为0.1-150 J/cm2,脉冲宽度为120 ns的HIPIB辐照金属Ti的温度场.HIPIB辐照金属Ti发生熔化和烧蚀的临界能量密度分别为0.2和0.7 J/cm2.在脉冲辐照时间内,烧蚀深度单调增加,而液相层厚度呈先增加后减小、再增加的趋势.随着能量密度增加,最大烧蚀深度增加,150 J/cm2时可达29.25 μm.最大液相层厚度则先增加后减小,80 J/cm2时最大液相层厚度为0.5 μm.能量密度为70 J/cm2的HIPIB辐照金属Ti实验测定的烧蚀质量7.2 mg与计算值大致相符.

关键词：强流脉冲离子束、金属Ti、传热、焓法、数值分析

所属期刊栏目：40

分类号：TG156.99;TK124(金属学与热处理)

资助基金：国家高技术研究发展计划863计划2003AA305610;国家自然科学基金50241010

在线出版日期：2005-03-17（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共6页

页码：1221-1226