Книга 1 |
Научные основы лазерного воздействия на полимерные диэлектрики |
|
ПРЕДИСЛОВИЕ | 5 |
ВВЕДЕНИЕ | 8 |
|
ЧАСТЬ ПЕРВАЯ |
СТРУКТУРА И СВОЙСТВА ПОЛИМЕРОВ И ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ; ИХ ОСОБЕННОСТИ, СВЯЗАННЫЕ С ЛАЗЕРНЫМИ ВОЗДЕЙСТВИЯМИ |
|
Г л а в а 1.1. Структура полимерных материалов и её связь |
с их свойствами | 17 |
|
1.1.1. Взаимосвязь структуры и свойств полимеров и полимерных |
материалов | 17 |
1.1.2. Молекулярная структура (химическое строение полимеров) | 21 |
1.1.3. Надмолекулярная структура (наноструктура) полимеров | 31 |
1.1.4. Микро- и макроструктура полимерных материалов | 46 |
1.1.5. Основные виды полимерных материалов и их свойства | 53 |
|
Г л а в а 1.2. Термокинетическая природа свойств и температурные |
характеристики полимеров | 67 |
|
1.2.1. Термофлуктуационная природа свойств полимеров | 67 |
1.2.2. Физические состояния и характерные температуры переходов |
в полимерах | 71 |
1.2.3. Главный релаксационный переход — стеклование | 76 |
1.2.4. Плавление полимеров | 79 |
1.2.5. Свойства расплавов полимеров | 87 |
|
Г л а в а 1.3. Теплофизические свойства полимеров и полимерных |
материалов | 95 |
|
1.3.1. Соотношения, описывающие основные теплофизические свойства |
полимерных материалов | 95 |
1.3.2. Взаимосвязь теплофизических свойств полимерных материалов с |
их структурой | |
1.3.3. Уравнения состояния полимеров | 101 |
1.3.4. Термическое расширение полимерных материалов | 106 |
1.3.5. Теплоёмкость полимерных материалов | 110 |
1.3.6. Теплопроводность полимерных материалов | 117 |
1.3.7. Анизотропия теплопроводности ориентированных полимерных |
материалов | 122 |
1.3.8. Теплофизические свойства гетерогенных волокнистых материалов | 127 |
|
Г л а в а 1.4. Изменение структуры и свойств полимеров |
и полимерных материалов при термических воздействиях | 132 |
|
1.4.1. Общая характеристика изменений структуры и свойств полимерных |
материалов при термических воздействиях | 132 |
1.4.2. Изменение надмолекулярной структуры полимерных материалов и |
их свойств при термическом старении | 136 |
1.4.3. Изменение размеров и температурные пределы работоспособности |
полимерных материалов | 138 |
1.4.4. Термохимическое старение и деструктивные процессы в полимерах | 140 |
1.4.5. Термическая деструкция и пиролиз полимеров при |
высокоэнергетических воздействиях | 154 |
1.4.6. Горючесть и горение полимеров | 164 |
|
Г л а в а 1.5. Оптические свойства полимеров | 169 |
|
1.5.1. Основные оптические характеристики полимеров | 169 |
1.5.2. Отражение света полимерами | 175 |
1.5.3. Оптическая анизотропия и двулучепреломление полимеров | 179 |
1.5.4. Законы, описывающие поглощение и рассеяние света полимерами | 184 |
1.5.5. Элементы молекулярной оптики | 187 |
1.5.6. Рассеяние света полимерами | 202 |
1.5.7. Фотодеструкция и фотохимическая деструкция полимеров |
и полимерных материалов | 205 |
|
Литература к первой части | 211 |
|
ЧАСТЬ ВТОРАЯ |
ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ СВЕТОВЫХ ПОТОКОВ С ПОЛИМЕРНЫМИ ДИЭЛЕКТРИКАМИ |
|
Г л а в а 2.1. Классическая теория взаимодействия световых потоков |
с диэлектриками | 227 |
|
2.1.1. Основные положения электромагнитной теории света. Свойства |
электромагнитных волн | 227 |
2.1.2. Некоторые положения электронной теории дисперсии | 238 |
|
Г л а в а 2.2. Роль интенсивности излучения и нелинейные процессы |
в диэлектриках | 245 |
|
2.2.1. Самовоздействие света в нелинейной среде. Самофокусировка | 248 |
2.2.2. Явление самоиндуцируемой прозрачности | 254 |
2.2.3. Явление оптического пробоя. Разрушение прозрачных тел | 257 |
2.2.4. Генерация акустических волн при лазерном воздействии |
на материалы | 265 |
|
Г л а в а 2.3. Теплофизические процессы при лазерном нагреве. |
Разрушение диэлектриков | 269 |
|
2.3.1. Задача теплопроводности для лазерного разогрева материалов | 269 |
2.3.2. Общая постановка задачи о лазерном нагреве. Анализ |
результатов решения | 280 |
2.3.3. Термоокислительная деструкция неметаллов, инициируемая |
лазерным излучением | 288 |
|
Г л а в а 2.4. Лазерное излучение. Основные определения и величины | 297 |
|
2.4.1. Основные определения | 297 |
2.4.2. Распространение и фокусировка лазерного излучения | 317 |
|
Г л а в а 2.5. Взаимодействие лазерного излучения с оптически |
прозрачными диэлектриками | 320 |
|
2.5.1. Специфика прозрачных полимеров как оптических элементов | 320 |
2.5.2. Механизмы лазерного разрушения прозрачных твёрдых тел | 323 |
2.5.3. Методы исследования лазерного разрушения | 334 |
2.5.4. Зависимость порогов лазерного разрушения от характеристик |
лазерного излучения, температуры образцов и физико-химических |
свойств полимерных материалов | 344 |
2.5.5. Статистические закономерности лазерного разрушения полимеров | 347 |
2.5.6. Закономерности лазерного разрушения полимеров при |
многократном облучении | 349 |
2.5.7. Механизмы эффекта накопления | 351 |
2.5.8. Абляция полимеров под действием лазерного излучения | 355 |
|
Литература ко второй части | 370 |
|
Книга 2 |
Практическое применение лазерных методов в изучении и обработке |
|
ЧАСТЬ ТРЕТЬЯ |
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ЛАЗЕРНЫХ ВОЗДЕЙСТВИЯХ ПРИ ИЗУЧЕНИИ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ОБРАБОТКАХ ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ |
|
Г л а в а 3.1. Методические вопросы воздействия лазерного |
излучения на полимерные материалы | 7 |
|
3.1.1. Классификация процессов при воздействии лазерного излучения |
на вещество | 7 |
3.1.2. Лазеры инфракрасного диапазона. Основные характеристики |
лазерного излучения | 13 |
3.1.3. Лазеры неинфракрасного диапазона. Основные характеристики |
лазерного излучения | 16 |
3.1.4. Аппаратурам методика исследований | 18 |
|
Г л а в а 3.2. Проблемы исследования воздействия лазерного |
излучения на полимеры и полимерные материалы | 33 |
|
3.2.1. Особенности поглощения и релаксации энергии лазерного |
излучения органическими полимерами | 33 |
3.2.2. Структурные превращения и деструкционные процессы в полимерах | 44 |
|
Г л а в а 3.3. Пороговые характеристики и основные стадии |
лазерного воздействия на полимерные материалы | 51 |
|
3.3.1. Пороговые характеристики и основные стадии лазерного |
воздействия на термостойкие полимерные материалы | 54 |
3.3.2. Пороговые характеристики и основные стадии лазерного |
воздействия на нетермостойкие полимерные материалы | 79 |
3.3.3. Классификация материалов по «лучевой прочности» | 93 |
|
Г л а в а 3.4. Закономерности лазерной деструкции материалов в |
инертной среде | 97 |
|
3.4.1. Формально-кинетические особенности процесса лазерного |
разрушения полимеров | 97 |
3.4.2. Лазерное разрушение полимерных материалов в инертной среде | 102 |
3.4.3. Роль структурных факторов в процессах релаксации поглощенной |
энергии | 132 |
|
Г л а в а 3.5. Закономерности лазерной деструкции материалов |
в воздушной среде | 139 |
|
3.5.1. Термоокислительная деструкция полимерных материалов | 140 |
3.5.2. Кинетика образования летучих продуктов лазерной деструкции |
в воздушной среде | 154 |
3.5.3. Сравнение лазерной и термоокислительной деструкции | 164 |
3.5.4. Модели нестационарного нагрева полимеров с учётом |
термохимических явлений | 167 |
|
Литература к третьей части | 177 |
|
ЧАСТЬ ЧЕТВЁРТАЯ |
СТРУКТУРНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ С ПРИМЕНЕНИЕМ НЕРАЗРУШАЮЩИХ ЛАЗЕРНЫХ МЕТОДОВ (МАЛЫЕ МОЩНОСТИ ЛАЗЕРНЫХ ВОЗДЕЙСТВИЙ) |
|
Г л а в а 4.1. Лазерные методы при изучении структуры полимерных |
материалов | 185 |
|
4.1.1. Измерение температуры образцов при лазерном воздействии | 185 |
4.1.2. Изучение надмолекулярной структуры полимерных материалов | 191 |
4.1.3. Влияния лазерного излучения на структуру полиметилметакрилата | 228 |
|
Г л а в а 4.2. Изучение микро- и макроструктуры полимерных |
материалов | 234 |
|
4.2.1. Измерение оптических параметров волокон и мононитей | 234 |
4.2.2. Исследование дифракционного метода измерения диаметров |
волокон и мононитей | 237 |
4.2.3. Дифракция электромагнитной волны на экранах сложной формы | 248 |
4.2.4. Дифракционный метод измерения крутки и угла кручения | 252 |
4.2.5. Дифракционный метод определения параметров строения |
и структуры полимерных сеток | 270 |
|
Г л а в а 4.3. Оптические свойства волокнистых структур | 278 |
|
4.3.1. Дифракционный метод измерения распрямлённости волокон | 279 |
4.3.2. Связь между степенью распрямлённости волокон и анизотропией |
рассеяния света | 279 |
4.3.3. Применение метода индикатрис к сложным структурам из нитей | 283 |
|
Литература к четвёртой части | 287 |
|
ЧАСТЬ ПЯТАЯ |
ИНЖЕНЕРНЫЕ ЗАДАЧИ В ТЕХНОЛОГИЯХ ЛАЗЕРНОЙ ОБРАБОТКИ МАТЕРИАЛОВ (СРЕДНИЕ И ВЫСОКИЕ МОЩНОСТИ ЛАЗЕРНЫХ ВОЗДЕЙСТВИЙ) |
|
Г л а в а 5.1. Принципы лазерных методов в технологии обработки |
полимерных материалов | 293 |
|
5.1.1. Основные методы лазерной обработки полимерных материалов | 293 |
5.1.2. Принципы лазерной термообработки полимерных материалов | 296 |
5.1.3. Лазерная термообработка поверхности полимерных материалов | 303 |
5.1.4. Лазерная термообработка химических нитей | 311 |
5.1.5. Принципы лазерной сварки полимерных материалов | 315 |
5.1.6. Лазерная сварка термопластичных полимерных материалов | 322 |
5.1.7. Принципы лазерной резки полимерных материалов | 324 |
5.1.8. Лазерная резка полимерных материалов | 329 |
|
Г л а в а 5.2. Физико-технологические модели лазерного нагрева и |
размерной обработки волокнистых материалов | 334 |
|
5.2.1. Модели нестационарного нагрева поверхности слоя волокнистого |
материала с учётом термохимических явлений | 334 |
5.2.2. Квазистационарное разрушение волокнистых материалов | 354 |
5.2.3. Многослойный волокнистый материал и его «непрерывная» модель |
при лазерном разрушении | 360 |
5.2.4. Границы применимости модели квазистационарного разрушения |
волокнистого материала | 367 |
5.2.5. Лазерное разрушение многослойных волокнистых материалов |
движущимся лучом | 375 |
|
Литература к пятой части | 388 |
|
ЧАСТЬ ШЕСТАЯ |
НЕКОТОРЫЕ ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ ЛАЗЕРНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ |
|
Г л а в а 6.1. Теоретические основы моделирования теплофизических |
процессов при лазерном воздействии на материалы | 395 |
|
6.1.1. Общие подходы к моделированию теплофизических задач | 395 |
6.1.2. Численные методы решения тепловых задач | 396 |
6.1.3. Численное решение многофронтовой задачи Стефана для лазерной |
пайки металла с керамикой | 398 |
|
Г л а в а 6.2. Применение лазерных методов для изучения |
биополимерных объектов | 406 |
|
6.2.1. Взаимодействие лазерного излучения с биологическими объектами | 406 |
6.2.2. Применение полимеров в лазерной офтальмологии | 409 |
6.2.3. Взаимодействие лазерного излучения с биологическими объектами | 410 |
6.2.4. Применение метода Монте-Карло для моделирования тепловых |
источников в рассеивающих средах | 414 |
6.2.5. Расчёт тепловых полей методом конечных элементов при |
воздействии низкоинтенсивного лазерного излучения на |
многослойные биоматериалы | 416 |
|
Г л а в а 6.3. Фотоиндуцируемая полимеризация | 426 |
|
6.3.1. Стереолитография. Лазерное спекание | 426 |
6.3.2. Оптическое наращивание световода | 431 |
|
Литература к шестой части | 433 |
|
ЗАКЛЮЧЕНИЕ | 436 |