This paper presents preliminary, experimental results of a new, hybrid method of increasing the surface roughness of metal objects. In this new approach, metal objects are melted with a mobile laser beam while they are being rotated. A vibration generator provides circular vibrations with an amplitude of 3 mm, and the vibration plane is perpendicular to the moving laser beam. The melting tests were performed using flat carbon steel samples at a predetermined frequency of circular vibrations. The effects of laser power and laser beam scanning velocity on the melted shapes were studied. All laser melting procedures were performed at a vibration frequency of 105 Hz. The melted samples were subjected to microscopic evaluation and the Ra parameter, which characterises mean roughness, was measured using a profilometer. Melting metal samples with physically smooth surfaces (Ra = 0.21 µm) resulted in surface structures of varied roughness values, with Ra ranging from 5 µm to approximately 58 µm. The studies were undertaken to employ this technology for the purpose of passive heat exchange intensification of heating surfaces in practical applications.
PL
W artykule zaprezentowano wstępne wyniki eksperymentalne nowej hybrydowej metody zwiększania chropowatości powierzchni elementów metalowych. W metodzie tej wykorzystuje się przetapianie ruchomą wiązką laserową elementów metalowych poddanych równocześnie wibracji kołowej. Generator drgań wytwarza wibrację kołową o amplitudzie 3 mm, a płaszczyzna wibracji jest prostopadła do osi przemieszczającej się wiązki laserowej. Próbom przetapiania przy ustalonej częstotliwości wibracji kołowej poddano płaskie próbki ze stali węglowej. Badano wpływ mocy laserowej oraz prędkości skanowania wiązki laserowej na kształt przetopień. Wszystkie przetopienia laserowe wykonywano przy częstotliwości wibracji f = 105 Hz. Otrzymane przetopy poddane zostały obserwacjom mikroskopowym oraz pomiarom profilometrycznym parametru Ra charakteryzującego średnią chropowatość. W wyniku przetapiania technicznie gładkich powierzchni próbek metalowych (Ra = 0,21 µm), uzyskano struktury o zróżnicowanych chropowatościach, dla których Ra mieścił się w przedziale od ok. 5 µm do ok. 58 µm. Badania prowadzono pod kątem potencjalnych możliwości stosowania tej technologii do pasywnej intensyfikacji wymiany ciepła powierzchni płyt grzewczych.
2
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Opracowanie monograficzne poświęcone specyfice procesu krystalizacji polimerów; omówiono w nim mechanizmy zarodkowania oraz przedstawiono modele opisujące kinetykę krystalizacji. W klasycznych modelach stosowanych powszechnie do opisu kinetyki tego procesu zakłada się, iż szybkość krystalizacji jest określona wyłącznie przez temperaturę. Założenie to jest wątpliwe w odniesieniu do procesu krystalizacji polimerów, gdzie stosunkowo mała ruchliwość cząsteczkowa powinna prowadzić do pojawienia się efektów czasowych. W ostatnich latach Ziabicki opracował model kinetyki krystalizacji dopuszczający zależność szybkości krystalizacji od czasu. W przypadku klasycznego zarodkowania termicznego zależność ta jest rezultatem opóźnienia w osiąganiu szybkości stacjonarnej w danych warunkach zewnętrznych. Drugim źródłem efektów czasowych jest przebieg zarodkowania według mechanizmu atermicznego. Proces takiego zarodkowania nie wymaga pokonywania żadnych barier energetycznych i zachodzi tylko na skutek zmiany kryterium stabilności zarodka (wymiarów krytycznych) wraz ze zmianą warunków zewnętrznych. Wyniki doświadczalne wskazują na bezpośrednią zależność szybkości krystalizacji polimerów od czasu w procesie zarówno izo-, jak i nieizotermicznym. Jest ona rezultatem przede wszystkim zarodkowania atermicznego na niecałkowicie stopionych krystalitach, jak również występowania efektów relaksacyjnych w późniejszym zarodkowaniu termicznym. Wskazano, że model Ziabickiego można stosować do opisu kinetyki krystalizacji polimerów.
EN
A review with 57 refs. covering nucleation modes and models of polymer crystallization kinetics. The classical models assume the rate of crystallization to be related to temperature only. For materials exhibiting low molecular mobility, e.g., polymers, time effects appear justified. Ziabicki's model [51-53] allows the rate to be related to time. In thermal nucleation, this relation stems from the delay of the steady-state condition to become established under specific external conditions. The athermal mechanism of nucleation produces another time effect. It involves no potential barriers to be overcome by a cluster to become a nucleus and proceeds only on account of the change in the criterion for the nucleus stability (critical size) as external conditions are modified. Experiments showed the (iso and non-isothermal) crystallization rate to be directly related to time. The underlying phenomenon involves the athermal nucleation occurring on crystal residues left in the melt and the relaxation effect upon subsequent thermal nucleation. The applicability of Ziabicki's model is demonstrated.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.