بخشی از پاورپوینت
اسلاید 1 :
به نام خدا
اسلاید 2 :
Life is like riding a bicycle, to keep your balance, you must keep moving!
زندگی مثل دوچرخه سواری است. اگر حرکت نکنی، تعادلت را از دست می دهی!
اسلاید 3 :
کاربرد های لیزر
اسلاید 4 :
تاریخچه
کاربرد صنعتی
کاربرد پزشکی
کاربرد نظامی
اسلاید 5 :
تاریخچه
واژه لیزر، راس کلمههای عبارت
LASER:
Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation
به معنی «تقویت نور به روش گسیل القایی تابش» است.
مبانی نظری لیزر را آلبرت اینشتین در سال 1916 میلادی طی مقالهای مطرح کرد، ولی سالهای نسبتاً زیادی طول کشید تا صنعت و فناوری امکان ساخت اولین لیزر را فراهم کند.
در سال 1953چارلز تاونز، میزر(تقویت کننده ی موج میکروویو) را اختراع کرد.
اسلاید 6 :
تاونز، نام میزر را که ازابتدای نام حروف
MASER:
Microwave Amplification by Stimulated Emission of Radiation
تشکیل شده بود برای آن برگزید.
اولین میزر با استفاده از گذار میکروویو در مولکول های آمونیاک ساخته شد. تاونز میخواست آزمایشات خود را حول جایگزینی نور مرئی به جای مادون قرمز ادامه دهد و هم زمان این امر بین آزمایشگاههای مختلف در سراسر جهان به عنوان رقابتی جدی در نظر گرفته شد.
عبارت لیزر در همان زمان در مقالهای از گوردون هولد، دانشجوی دکترای دانشگاه کلمبیا، پیشنهاد شد و در سال 1960 اولین لیزر(که لیزر پالسی یاقوت بود) و با موفقیت کار کرد توسط تئودور میمن ساخته شد.
اولین لیزرگازی(هلیوم- نئون که لیزری پیوسته کار بود) در سال 1961 توسط علی جوان ساخته شد.
اسلاید 8 :
کاربردهای صنعتی
کاربرد لیزر در جداسازی ایزوتوپ ها
ایجاد گداخت هسته ای بوسیله ی لیزر
فلزکاری با لیزر
جوشکاری با لیزر
سخت سازی
برش با لیزر
سوراخ کاری
و مصارف دیگر
اسلاید 9 :
کاربرد لیزر در جداسازی ایزوتوپ ها
اهمیت ایزوتوپ ها: کاربرد آنها در پزشکی، صنعت، نظامی و مسائل علمی
جداسازی اورانیوم 235 از 238 :
روش متداول: استفاده از اختلافی که در خواص فیزیکی- جرم - این دو ایزوتوپ وجود دارد. مثل روش پخش گازی، روش مرکز گريزی گازی، تقطیر چندگانه و جداسازی الکترومغناطیسی.
اسلاید 10 :
با استفاده از لیزر: ایزوتوپ ها ی مختلف يك اتم يا مولكول از نظر ترازهای انرژی اندکی با هم تفاوت دارند ولذا طیف جذبی آنها نیز قدری متفاوت خواهد بود. بنابراين ایزوتوپ های مختلف در فرکانس های متفاوتی تابش موج الکترومغناطیسی را جذب می کنند. در نتیجه، تابشی با فرکانس بخصوص می تواند به صورت انتخابی ایزوتوپ مورد نظر را به ترازهای انرژی بالاتر برانگیزد و در عین حال سایر ایزوتوپ ها را دست نخورده باقی بگذارد.
اگر خطوط دوایزوتوپ برهم منطبق شوند،جداسازی امکان پذیر نیست.
خطوط طیفی نمونه ها در فاز گازی کمترین پهنا را دارند.
اسلاید 11 :
روش های مختلف جداسازی:
فوتویونش دو مرحله ای اتم
تجزیه ی فوتونی دو مرحله ای
پیش تجزیه ی فوتونی
واکنش شیمیایی مولکول های برانگیخته
تجزیه ی فوتونی چند مرحله ای در طول موج در ناحیه ی فروسرخ
اسلاید 12 :
ایجاد گداخت هسته ای بوسیله ی لیزر
رآکتورهای شکافت: شکسته شدن اورانیوم برای رهاشدن انرژی هسته ای
رآکتورهای گداخت: فشردن عناصر سبک -دوتریوم و تریتیوم- برای ایجاد انرژی (مستلزم ایجاد دمایی بیش از 100 میلیون کلوین)
D + T 4He + n + Energy
برای آنکه بتوان دمای محفظه های- ساچمه ی میکرونی- حاوی ایزوتوپ های فوق را بالا برد از لیزرهای پرقدرت استفاده می شود.
ليزرهای مورد استفاده: ليزر شيشه: Nd ، ليزر 2CO .
اسلاید 14 :
فلزکاری با لیزر
اثر تابش لیزری روی مواد
باریکه لیزر را می توان توسط یک سیستم نوری به قطر حدود
μm 100-10 روی ماده متمرکز کرد. که باعث ایجاد شدت بسیار بالای نوری در نقطه ی کوچکی روی ماده خواهد شد. مثلا اگر لیزر پیوسته کاری به توان kW 1 در نقطه ای به قطر μm 100 کانونی شود، شدت درنقطه ی کانونی شده 2cm/W 107 می شود. اگر شدت باریکه ی نوری 2cm/W 105 باشد جسم جامد شروع به ذوب شدن می کند. با جذب بیشتر انرژی در ماده مرز بین مذاب و جامد به تدریج به درون ماده نفوذ می کند. سطح مذاب نیز افزایش یافته بدین ترتیب انتقال گرما از طریق هدایت گرمایی به لایه های عمیق تر ماده شدت می یابد تا بالا خره به حالت پایا نزدیک شود.
اسلاید 15 :
اگر شدت باريكه را بيشتر انتخاب كنيم، ماده به نقطه ی جوش می رسد و تبخير صورت می گيرد، ماده ی تبخير شده روی سطح حفره هايی را بوجود می آورد و با افزايش تبخير حفره ها به روزنه های بزرگتری تبديل می شوند.
لیزرهایی که غالبا برای فلزکاری به کار برده می شوند:
2CO ،Nd:YAG ، لیزر یاقوت ، لیزرهای اگزایمر
کاربردهای فلزکاری:
سوراخ کاری، برش، لحیم کاری، حکاکی، سخت سازی
كاربرد ليزر درسایرمواد: سرامیک، عایق ها، فیبرها، شیشه، الماس، پارچه، کاغذ و..
اسلاید 16 :
جوشکاری با لیزر
جوشکاری های معمولی: جوشکاری با قوس الکتریکی، مقاومتی، باریکه ی الکترونی
اسلاید 17 :
جوشکاری لیزری
جوشکاری توسط پرتو لیزر در تولیدات صنعتی به شکل روزافزونی در حال گسترش است و دامنه ی استفاده آن از میکرو الکترونیک تا کشتی سازی گسترده شده است.
جوشکاری لیزری بدون تماس اجرا می شود پس هیچ ناخالصی به محل جوش وارد نخواهد شد.
برخلاف جوشکاری با باریکه ی الکترونی که در خلا اجرا می شود، جوشکاری لیزری را می توان در هوا انجام داد.
جوش دادن نقاط غیر قابل دسترس را امکان پذیر می سازد.
بسیار سریع است و در امتداد خطی که منظورجوشکاری آن است، ذوب شدگی بسیار دقیقی را می توان ایجاد کرد.
نقاط گرما دیده بسیار کوچک است و این ویژگی، جوشکاری در نزدیکی مولفه های حساس به گرما(مثل الكترونيك ميكرونی) را میسر می سازد.
اسلاید 18 :
تكنيک های جوشكاری
جوش نقطه ای: با لیزرهای تپی قدرت متوسط حالت جامد. (برای جوشکاری دقیق در نقاطی که به گرما حساس اند: اتصال سیم های مسی به همدیگر، اتصال قطعات میکروالکترونی)
جوش درزی: با لیزرهای پرقدرت-با توان چند صد وات- موج پیوسته و تپی تکرارپذیر Nd: YAG و 2CO. (برای اتصال استیل به اره ی فلزبر، اتصال پره های توربین گازی)
کاربرد ها:
بستن در قوطی کنسرو، اتصال ورقه های تیتانیوم و آلومنیوم، اتصال خطوط لوله به همدیگر، جوشکاری بدنهٔ اتومبیلها، قسمتهای حمل و نقل، مبادله کنندههای حرارتی.
اسلاید 19 :
سخت سازی با لیزر
باریکه ی لیزر با توان زیاد در برخورد با سطوح موجب گرم شدن سریع سطوح می شود. با حرکت دادن باریکه به نقطه ی دیگری از سطح، نقطه ای که گرما دیده است به سرعت سرد می شود.
برای سخت کردن نقاطی از سطح که آسیب پذیر هستند.
مثلا در صنایع خودروسازی: سخت کردن پیستون، سوپاپ ها، دنده ها و.
ليزربرای تشکیل آلیاژ سطحی: پودر آلیاژ روی سطح فلز نشانده می شود. وقتی باریکه ی لیزر سطح را گرم می کند، پودر وسطح قطعه ذوب شده و مخلوط می شوند.
لیزر 2CO موج پیوسته با توان kW 1
اسلاید 20 :
برش با لیزر
مواد متنوعی را می توان با لیزر برش داد: پارچه، کاغذ، چوب، شیشه، سرامیک، ورقه ها ی فلزی.
برش لیزری بسیار دقیق و ظریف است و سرعت بالایی هم دارد.
تغییر شکل مکانیکی و صدمه دیدگی حرارتی در قطعه، مینیموم است.
برش را می توان در 2 یا 3 بعد اجرا کرد.
توان مورد نیاز به نوع ماده بستگی دارد.
