Simulation of Thermal Effects of High-Current Relativistic Electron Beam on the Titanium Alloy VT1-0

Volodymyr Lytvynenko Institute of electrophysics and radiation technologies of NAS Ukraine, Kharkiv, Ukraine https://orcid.org/0000-0003-4850-2555
A. Ponоmarev National Science Center “Kharkov Institute of Physics and Technology”, Kharkiv, Ukraine
Oleksandr Startsev V.N. Karazin Kharkiv National University, Kharkiv, Ukraine https://orcid.org/0000-0003-0810-2055
V. Uvarov National Science Center “Kharkov Institute of Physics and Technology”, Kharkiv, Ukraine

Keywords: ablative processes, electron beam, hydrodynamic sputtering, crater formation

Abstract

Modifying impact of the cannular pulse high current relativistic electron beam on the titanium VT1-0 alloy lamina target is observed. The mathematical model of temperature field of beam-target interaction is constructed and thereafter numerical analysis are carried out. Linkages between microstructure characteristics and exposure factors (temperature field and ablative processes) are ascertained. The process of crater formation is considered. It is describing the influence of condensed process of ablative release on the surface layers structure.

Downloads

Download data is not yet available.

References

Справочник под ред. Н.Н.Рыкалина. Воздействие концентрированых потоков энергии на материалы. 1989.-М.: Наука.-268с.;

В.В.Белозеров, С.Е.Донец, В.Ф.Клепиков и др. Физико-механические свойства сталей 12Х21Н5Т и 08Ч18Н10Т, облученных сильноточным трубчатым релятивистским электронным пучком в режиме абляции. Физическая инженерия поверхности. №2, т.9, 2011, с.170-175;

Б.А.Демидов, А.И.Мартынов. Экспериментальное исследование ударных волн, возбуждаемых с помощью сильноточного релятивистского электронного пучка в металлах. ЖЭТФ, т.50, в.2, 1981, с.738-744;

А.И. Акишин, Л.С. Новиков, В.Н. Черных. Воздействие на материалы и элементы оборудование космических аппаратов вакуума, частиц ионосферной плазмы и солнечного ультрафиолетового излучения. Новые наукоемкие технологии в технике. М.: ЗАО НИИ «ЭНЦИТЕХ», 2000, с.100-138;

Л.В. Жигилей, Э. Левегль, Д.С. Иванов, Ж. Лин, А.Н. Волков. Моделирование короткоимпульсной лазерной абляции методом молекулярной динамики: механизмы эжекции материала и формирования наночастиц. Теоретические подходы и моделирование процессов...2009, с. 147-226;

K.A. Pathak. Computational modeling of plume dynamics in multiple pulse laser ablation of carbon. University of Akron, 2005;

И.П. Чернов, С.В. Иванова, М.Х. Кренинг и др. Свойства и структурное состояние поверхностного слоя циркониевого сплава, модифицированного импульсным электронным пучком и насыщенного водородом. ЖТФ, 2012, т.82, вып.3, с. 81-87;

В.В. Ганн, Г.В. ден Хартог и др. Исследование профиля энерговыделения в NaCl при электронном облучении. ВАНТ, 2005, №5, с.32-35;

Kester Nahen, Alfred Vogel. Plume dynamics and shielding by the ablation plume during Er:YAG laser ablation. Journal of Biomedical Optics 7(2), 2002, p.163-178;

С.С. Бацанов, Б.А. Демидов, Л.И. Рудаков. Использование СРЭП для осуществления структурных и химических превращений. Письма в ЖЭТФ, т.30, в.9, с.611-613;

С.Е. Донец, В.Ф. Кившик, В.Ф. Клепиков, В.В. Литвиненко, А.Г. Пономарев, В.Т. Уваров. Абляция медных мишеней при облучении сильноточным трубчатым пучком релятивистских электронов. Физика и химия обработки материалов. 2011, №2, с.8-12;

Н.Б. Волков, А.Е. Майер, А.П. Яловец. О механизме кратерообразования на поверхности твердых тел при воздействии интенсивных пучков заряженных частиц. ЖТФ, 2002, том 72, вып. 8, с. 34-43;

S.D. Kovalevski, R.M. Gilgenbach, L.K. Ang, Y.Y. Lau. Dynamics of electron beam ablation of silicon dioxide measured by laser resonance absorption photography. Applied physics letters, v.73, №18, 1998, p.2576-2578;

М. М. Мартынюк, П.А. Таманга, Н.Ю. Кравченко. Диаграмма состояний титана в области фазового перехода жидкость-пар. Вестник РУДН, серия физика, 2002, №10, выпуск 1, с. 121-125.