激光3D打印與激光等離子體分析

激光等離子體（laser-induced plasma），也稱作光致等離子體、激光誘導(dǎo)等離子體等，是以激光為熱源激發(fā)的電離程度小于1%的等離子體，整體上呈電中性，溫度范圍在3x102至10^5k之間，是由正離子、負(fù)離子、電子等帶電粒子和原子、原子團(tuán)、分子等中性粒子組成氣體混合體。

激光等離子體的產(chǎn)生是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程：高能量的激光束照射基體材料時(shí)，基體材料吸收激光能量開(kāi)始融化、蒸發(fā)產(chǎn)生金屬蒸氣。金屬蒸氣從激光吸收能量，溫度升高，當(dāng)金屬蒸氣中的電子或金屬離子獲得足夠多熱能時(shí)，由于熱電離作用產(chǎn)生自由電子。自由電子繼續(xù)從激光中吸收熱量，當(dāng)自由電子的能量高于被碰撞粒子的電離能時(shí)，便將其它粒子激發(fā)出新的電子，新產(chǎn)生的電子再碰撞其它粒子產(chǎn)生電子，造成雪崩式電離，最終產(chǎn)生了激光等離子體。

激光等離子體包含著豐富的信息，通過(guò)檢測(cè)激光等離子體的聲、光、電、圖像信號(hào)，不僅可以了解等離子體的溫度、密度等物理參數(shù)，還可以進(jìn)一步分析加工制造過(guò)程的穩(wěn)定性，研究激光等離子體能量傳輸過(guò)程和相關(guān)理論等。隨著時(shí)代的進(jìn)步，借助新的儀器設(shè)備和新的數(shù)據(jù)分析方法，對(duì)激光等離子體的研究也在不斷的深入和完善。

粉末流從噴嘴送出之后，首先接觸到的是周期性噴發(fā)的等離子體的火焰，然后進(jìn)入激光束接受激光的照射，最后落入熔池中。這是一個(gè)非常復(fù)雜的過(guò)程，涉及多個(gè)方面的相互作用，其中部分相互作用機(jī)理至今仍未探明。

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