Влияние величины коэффициента теплопроводности расплава на температурные поля в оксиде алюминия при его нагреве концентрированным лазерным излучением

С помощью строгой модели нестационарного совместного радиационно-кондуктивного переноса энергии исследовано влияние величины коэффициента теплопроводности расплава $\Lambda_{\rm p}$ на формирование поля температуры в процессе нагрева и плавления плоского слоя оксида алюминия излучением $\rm CO_2$-лазера с плотностью потока $q$ от $200$ до $3000$ Вт/см$^2$. Максимальное время нагрева составляет $100$ с. Значения $\Lambda_{\rm p}$ варьируются от $1.5$ до $3$ Вт/(м K). Величина коэффициента поглощения для лазерного излучения принята равной $1000$ см$^{–1}$. Отмечено образование двухфазной зоны на начальной стадии плавления в течение короткого промежутка времени на глубине, меньшей глубины проникновения греющего лазерного излучения. При $q > 600$ Вт/см$^2$ обнаружены не совпадающие по времени максимумы температуры нагреваемой поверхности и толщины расплава. При этом толщина расплава и ее значение в максимуме мало зависят от $q$, в то время как величина $\Lambda_{\rm p}$ существенно влияет на толщину расплава как в максимуме, так и в течение всего процесса нагрева. Показано, что из-за высоких значений коэффициента поглощения расплава в энергетически наиболее важном для переноса излучения диапазоне длин волн по мере приближения к квазистационарному состоянию в твердой фазе устанавливаются близкие профили температур при различных величинах $\Lambda_{\rm p}$. Величина коэффициента теплопроводности расплава оказывает малое влияние на температуру противоположной от расплава “холодной” поверхности.