Laserowa mikroobróbka materiałów elektrotechnicznych - modelowanie wybranych zjawisk.

• Autorzy: Kostrubiec F. , Pawlak R. , Tomczyk M. , Walczak M.

Warianty tytułu

EN

Laser Micro-treatment- of materials for electrical engineering- modeling of selected phenomena.

• Konferencja: VI Konferencja Naukowa Postępy w Elektrotechnologii, Jamrozowa Polana, 20-22 wrzesień 2006
• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Laserowa mikroobróbka materiałów elektrotechnicznych obejmuje procesy zlokalizowane w obszarach o objętości od 10 -4 do 3-10 3 mm sześciennego. Procesom tym towarzyszy szereg zjawisk, z których wiele w makroświecie nie odgrywa istotnej roli. Do takich zjawisk należy m. in. konwekcja Marangoniego, sterowana gradientem masy jak i temperatury, wpływ napięcia powierzchniowego na kształtowanie się powierzchni swobodnej oraz wpływ sił kohezji w przetopionych układach dwuskładnikowych. W artykule przedstawiono wyniki obliczeń modelowania wybranych zjawisk przeprowadzone w środowisku FEMLAB. Uzyskane wyniki mogą być dobrą wskazówką do doboru parametrów mikroobróbki laserowej materiałów elektrotechnicznych w wybranych zastosowaniach, np. topików bezpieczników.

EN

Laser micro-teatment of materials for electrical engineering applies processes localized in regions of 10-4 -3-10 -3 mm 3 . These processes can be modelling by finite elements methods, but to proper selection of the model, the main process and properties of melted metals should be known. There are many phenomena ( Marangoni convection, influence of surface tension along with melting, influence of cohesion forces in two-components layers etc) which proper modeling is very important for achieving precise treatment. Many results obtained by FEMLAB 3.1. can be useful for practical choice of laser radiation parameters used for such treatment, especially for producing notches or high resistive micro-areas. There are presented results of modelling convection and heat transfer phenomena.

Słowa kluczowe

PL

obróbka laserowa; modelowanie pól temperaturowych; konwekcja; domieszkowanie; napięcie powierzchniowe

EN

laser microtreatment; modeling of selected phenomena; convection; surface tension

• Wydawca: Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej
• Czasopismo: Prace Naukowe Instytutu Podstaw Elektrotechniki i Elektrotechnologii Politechniki Wrocławskiej. Konferencje
• Rocznik: 2006
• Tom: Vol. 44, nr 18
• Strony: 173--178
• Opis fizyczny: Bibliogr. 16 poz.

Twórcy

autor

Kostrubiec F.

autor

Pawlak R.

autor

Tomczyk M.

autor

Walczak M.

• Instytut Elektrotechniki Teoretycznej, Metrologii i Materiałoznawstwa Politechniki Łódzkiej, Zakład Materiałoznawstwa i Elektrotechnologii.

Bibliografia

• [1] Pawlak R., Laserowa modyfikacja właściwości materiałów przewodzących, Praca habilitacyjna, Zeszyty Naukowe Politechniki Łódzkiej Lódź 2002.
• [2] Walczak M., Modyfikacja laserowa warstwy wierzchniej wybranych materiałów stykowych, Praca doktorska, Łódź 1992.
• [3] Mazumder J., Kar A., Model for nonequtlibrium partitioning during rapid solidification of binary concentrated solutions, Acta metal, mater., vol. 40. No 8, (1992), pp. 1873-1881.
• [4] Sęk J., Walczak M., Wykorzystanie pakietu FIDAP do modelawania dynamiki ruchu termokapilarnego, SPIE Proc. 1997.
• [5] Zhu X.R., Harding R.A., Campbell J., Calculation of the free surface shape in (he electromagnetic processing of liquid metals - Applied Mathematical Modelling, April 1997, No 21, pp. 207-214.
• [6] Beckett G., Mackenzie J.A., and Robertson M.L., A Moving Mesh Finite Element Method for the Solution of Two-Dimensional Stefan Problems, Journal of Computational Physics 168, (2001), pp. 500-518.
• [7] Alexiades V., Solomon Alan D. -Mathematical modeling of Melting and Freezing Processes, Hemisphere Publishing Corporation Washington, Philadelphia, London 1993.
• [8] Taylor G. A. Hughes M., Strusevich N., Perieleous.K., Finite volume methods applied to the computational modeling of welding phenomena-Applied Mathematical Modelling 26 (2002), pp. 309-320.
• [9] Kostrubiec F., Modelowanie procesu nagrzewania i topienia laserowego metali, Instytut Elektrotechniki Teoretycznej, Metrologii i Materiałoznawstwa, Politechniki Łódzkiej, materialy Konferencji Konopnica Matel 2006, ISBN 83-921172-2-0.
• [10] Kostrubiec F., Impulsowe nagrzewanie metalu wiązką promieniowania laserowego rodzaju TEM,. Rozprawy Elektrotechniczne, v. 30, z. 2, 1984, ss. 361-367
• [11] Atkins P.W. Chemia fizyczna PWN. Warszawa 2003. str. 145.
• [12] Meng Hua, Xing Kuan Shi, Cheung E., Weizheng Yuan, Limit analysis for laser removal of micron contaminant colloidal silicon dioxide particles from the super-smooth optical glass substrate by pulse Nd-YAG laser - Optics & Laser Technology 37 (2004) pp. 9-20.
• [13] Senkara J., Sterowanie energią adhezji pomiędzy molibdenem i wolframem a cieklymi metalami w procesach spajania, Wydawnictwa Politechniki Warszawskiej - Warszawa 1993, Prace naukowe Mechanika z. 156.
• [14] Yasunori Okano, Numerical study of Marangoni convection effect on the melting of GaSb/lnSb/GaSb, Journal of Crystal Growth 235 (2002), pp. 135-139.
• [15] Santella m. L., Patterson A. B., Wetting of iron aluminide alloys by Ag, Au and Cu, Materials Science & Engineering A258 (1998), pp. 270-275.
• [16] Pawlak R., Kostrubiec F., Tomczyk M., Walczak M., Laser microtechnologies for passive elements of electronic circuits. Paper M802 Conference ICALEO 2005.