摘要

为探究激光辐照Al2O3陶瓷不同深度位置处的温度及应力的变化特性,采用有限元方法模拟纳秒激光与Al2O3陶瓷相互作用过程,基于光热作用机理分析激光功率密度对Al2O3陶瓷温度场和应力场的影响,获得纳秒激光辐照Al2O3陶瓷时微裂纹的产生特性。结果表明,在30 ns时,Al2O3陶瓷材料表面出现温度和压应力峰值,且沿Al2O3陶瓷材料深度方向得到释放,产生拉应力;随着激光功率密度的逐渐增加拉应力增大,在Al2O3陶瓷材料表面以下2μm处首先产生微裂纹,且微裂纹沿材料深度方向扩展。