Untersuchungen zu Mikrostruktur und Eigenschaften von Randschichten auf Alulminiumlegierungen nach Belichtung mit hochenergetischen Nanosekunden-Laserpulsen:
Gespeichert in:
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| Format: | Buch |
| Sprache: | German |
| Veröffentlicht: |
München
Utz
2000
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| Schriftenreihe: | Institut für Materialforschung <Bayreuth>: Institut für Materialforschung - Bayreuth
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| Beschreibung: | Zugl.: Erlangen-Nürnberg, Univ., Diss., 2000. - Fälschlicherweise als Diss. Bayreuth bezeichnet |
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| adam_text | Nanosekundenlaser-induzierte Randschichten auf Aluminiumlegierungen__________
V
Inhalt
1 Einleitung und Zielsetzung 1
2 Grundlagen und Kenntnisstand 4
2.1 Wechselwirkung von Laserpulsen mit metallischen Festkörpern...........4
2.1.1 Absorption und Thermalisierung.............................4
2.1.2 Laserinduzierte Prozesse....................................5
2.1.3 Materialabtrag durch kurze Laserpulse.........................7
2.1.4 Schnelle Wiedererstarrung.................................10
2.2 Legierungssystem Aluminium-Kupfer..............................12
2.3 Lasernitrieren.................................................15
2.4 Laserschockhärten.............................................20
3 Experimentelles 22
3.1 Werkstoffauswahl..............................................22
3.1.1 Lasernitrieren............................................22
3.1.2 Wärmeeinfluß bei Materialbearbeitung mit ns-Laserpulsen........24
3.1.3 Laserschockhärten........................................25
3.2 Laserbehandlungen.............................................26
3.2.1 Nitrieren von Aluminiumlegierungen mit Laserstrahlung.........27
3.2.2 Materialbearbeitung mit Kupferdampflaserstrahlung.............29
3.2.3 Schockhärten mit XeCl-Excimerlaserstrahlung.................31
3.3 Untersuchungsverfahren.........................................32
3.3.1 Rasterelektronenmikroskopie...............................32
3.3.2 Transmissionselektronenmikroskopie.........................33
3.3.3 Glimmentladungsspektrometrie.............................42
3.3.4 Röntgenographische Messung der Eigenspannungen.............44
3.3.5 Bestimmung von Schichtdicken.............................46
3.3.6 Universalhärtemessungen..................................46
4 Ergebnisse 48
4.1 Ausgangsmaterialien............................................48
4.2 Lasernitrierschichten auf Aluminiumlegierungen.....................53
4.2.1 Chemische und physikalische Eigenschaften...................53
4.2.1.1 Härte...........................................54
4.2.1.2 Rauheit.........................................57
4.2.1.3 Zusammensetzung.................................58
4.2.2 Aufbau von Lasernitrierschichten............................66
4.2.2.1 Allgemeines......................................66
4.2.2.2
EinfluBderStrahftomogenitat
.......................70
4.2.2.3 Einfluß der Legierungszusammensetzung..............77
4.2.2.4 Randschichten auf AlSi9Mg.........................78
4.2.2.5 Einfluß der Belichtungszahl.........................85
4.2.2.6 Lokale Verteilung des Stickstoffes....................89
4.2.2.7 Einfluß der Substrattemperatur.......................92
4.2.2.8 Einfluß der Atmosphäre............................99
4.2.2.9 Einfluß des Lasertyps.............................103
VI
Inhalt
4.3 Veränderungen in Al-Cu-Lcgieningen bei
ns-Laser-Bearbeitung.......................................... 106
4.3.1 Kaltgewalztes Aluminium................................. 106
4.3.2 Verformungsfreies und ausscheidungsgehärtetes AlCu4......... 108
4.3.3 Kaltgewalztes und mischkristallgehärtetes AICu4.............. 113
4.3.4
АЮ)20
................................................ 114
4.4 Randschichten nach Laserschockhärten von AI-Bronze................ 117
4.4.1 Eigenspannungen........................................117
4.4.2 Härte.................................................118
4.4.3
Mikrostruktur
...........................................119
5 Dbkusskm 126
5.1 Laserinduzierte chemische Veränderungen..........................126
5.1.1 Phasenauswahl..........................................126
5.1.2 Einbringung und Verteilung von Aluminiumnitrid..............131
5.1.2.1 Modell zum Lasernitrieren.........................134
5.1.2.2 Mikrostrukturelle Überprüfung des Modelies...........136
5.1.2.3 Transportmechanismen............................137
5.1.3 Abhängigkeit der Nitrierwirkung von den Prozeßparametern.....140
5.1.3.1 Belichtungszahl..................................140
5.1.3.2 Energiedichte....................................140
5.1.3.3 Stickstoffdnick..................................141
5.1.3.4 Substrattemperatur................................143
5.1.3.5 Strahlhomogenität................................145
5.1.4 Mechanische Eigenschaften der Nitrierschichten...............146
5.1.4.1 Härte..........................................146
5.1.4.2 Rauheit.........................................146
5.1.5 Ausblick zum Lasernitrieren von Aluminium..................147
5.2 Thermisch induzierte Veränderungen..............................149
5.2.1 Aufgeschmolzene Randschicht.............................149
5.2.2 Ausscheidungsstruktur....................................155
5.2.3 Versetzungsstruktur......................................155
5.3 Laserinduzierte mechanische Veränderungen........................157
5.3.1 Freie
Ablation
..........................................157
5.3.2 Beschränkte
Ablation
mit Absorber.........................158
6 Zusammenfassung 165
A
Anhang 171
А
1 Metallographische Rezepte......................................171
A2
AIĄ-Bildung
bei der CVL-Belichtung von CuA14..................172
A3 Reflektivität von Aluminium und Aluminiumnitrid...................173
A4 Abhängigkeit der AIN-Bildung von verschiedenen Prozeßparametern___175
A5 Laserschnitt in AlCu20.........................................176
А
6 Versetzungsringe im nicht umgeschmolzenen Grundwerkstoff..........178
А
7 Betrag der Eigenspannungen nach Laserschockbehandlung............179
Literatur 181
Danksagung 187
Lebenslauf 189
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| spelling | Reichstein, Simon 1968- Verfasser (DE-588)122365976 aut Untersuchungen zu Mikrostruktur und Eigenschaften von Randschichten auf Alulminiumlegierungen nach Belichtung mit hochenergetischen Nanosekunden-Laserpulsen Simon Reichstein München Utz 2000 VI, 190 S. Ill., graph. Darst. txt rdacontent n rdamedia nc rdacarrier Institut für Materialforschung <Bayreuth>: Institut für Materialforschung - Bayreuth 6 Zugl.: Erlangen-Nürnberg, Univ., Diss., 2000. - Fälschlicherweise als Diss. Bayreuth bezeichnet Laserhärten (DE-588)4309520-3 gnd rswk-swf Aluminiumlegierung (DE-588)4001586-5 gnd rswk-swf Mikrostruktur (DE-588)4131028-7 gnd rswk-swf Randschicht (DE-588)4316551-5 gnd rswk-swf Nanosekundenbereich (DE-588)4357444-0 gnd rswk-swf Ultrakurzzeitlaser (DE-588)4222151-1 gnd rswk-swf Laserbearbeitung (DE-588)4139080-5 gnd rswk-swf Laserimpuls (DE-588)4130722-7 gnd rswk-swf Nitrierhärten (DE-588)4115399-6 gnd rswk-swf (DE-588)4113937-9 Hochschulschrift gnd-content Aluminiumlegierung (DE-588)4001586-5 s Laserhärten (DE-588)4309520-3 s Nitrierhärten (DE-588)4115399-6 s Laserimpuls (DE-588)4130722-7 s Nanosekundenbereich (DE-588)4357444-0 s Randschicht (DE-588)4316551-5 s DE-604 Laserbearbeitung (DE-588)4139080-5 s Ultrakurzzeitlaser (DE-588)4222151-1 s Mikrostruktur (DE-588)4131028-7 s Institut für Materialforschung <Bayreuth>: Institut für Materialforschung - Bayreuth 6 (DE-604)BV013219191 6 Digitalisierung UB Bayreuth application/pdf http://bvbr.bib-bvb.de:8991/F?func=service&doc_library=BVB01&local_base=BVB01&doc_number=009157562&sequence=000002&line_number=0001&func_code=DB_RECORDS&service_type=MEDIA Inhaltsverzeichnis |
| spellingShingle | Reichstein, Simon 1968- Untersuchungen zu Mikrostruktur und Eigenschaften von Randschichten auf Alulminiumlegierungen nach Belichtung mit hochenergetischen Nanosekunden-Laserpulsen Institut für Materialforschung <Bayreuth>: Institut für Materialforschung - Bayreuth Laserhärten (DE-588)4309520-3 gnd Aluminiumlegierung (DE-588)4001586-5 gnd Mikrostruktur (DE-588)4131028-7 gnd Randschicht (DE-588)4316551-5 gnd Nanosekundenbereich (DE-588)4357444-0 gnd Ultrakurzzeitlaser (DE-588)4222151-1 gnd Laserbearbeitung (DE-588)4139080-5 gnd Laserimpuls (DE-588)4130722-7 gnd Nitrierhärten (DE-588)4115399-6 gnd |
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