Spallation generated by femtosecond laser driven shocks in thin metallic targets

Abstract

Spallation induced by a laser driven shock has been studied for two decades on time scales of nanosecond order. The evolution of laser technologies now opens access to sources whose pulse duration is under the picosecond, corresponding to characteristic times of numerous microscopic phenomena. In this ultra-short irradiation regime, spallation experiments have been performed with time-resolved measurements of the free surface. These measurements, complemented with post-test observations, have been compared with numerical simulations to check the consistency of modelling of the laser–matter interaction, shock propagation and to the study of dynamic damage at this ultra-short time scale, inducing strong tensile stress states at very high strain rates.

Study of spallation by sub-picosecond laser driven shocks in metals

“…. etc), are strain rate dependants [11]. This fact is experimentally illustrated in femtosecond regime with the experimental data on Fig.…”

Laser-based Determination of Decohesion and Fracture Strength of Interfaces and Solids by Nonlinear Stress Pulses

“…These laser pulses with intensities in the 10 15 W/cm 2 range launch shock pulses with a steep unloading stress profile. The effects of femtosecond laser-driven shocks using very high laser pulse energies have been described recently based on timeresolved measurement of the surface velocity by Doppler interferometry (Cuq-Lelandais et al, 2009;de Rességuier et al, 2010). SAWs are guided waves that penetrate approximately one wavelength deep into solids.…”

О Некоторых Принципиальных Особенностях Обработки Данных Испытаний На Откольное Разрушение

“…Обычно при интерпретации полученных данных на временных профилях скорости свободной поверхности удается выделить несколько характерных точек, указы-вающих на возникновение в материале упругой волны, пластической волны, фазовых превращений, а также момента разрушения образца и координату откольного сечения [6][7][8][9][10][11]. В частности, по этим точкам определяют величину откольной прочности материала, под которой обычно подразумевается величина растягивающих на-пряжений в месте разрыва на момент разрушения.В настоящее время часто применяется способ опре-деления динамической прочности по так называемому сбросу скорости -разности между максимальным значением и последующим за ним первым локальным минимумом на диаграмме скорости свободной поверх-ности [7][8][9][10][11]. Данный способ может оказываться вполне эффективным в условиях, когда в образцах иницииру-ются высокоинтенсивные запороговые воздействия [11].…”

“…Это позволяет детально зафиксировать все высокоскорост-ные изменения, возникающие перед разрушением образ-ца. Обычно при интерпретации полученных данных на временных профилях скорости свободной поверхности удается выделить несколько характерных точек, указы-вающих на возникновение в материале упругой волны, пластической волны, фазовых превращений, а также момента разрушения образца и координату откольного сечения [6][7][8][9][10][11]. В частности, по этим точкам определяют величину откольной прочности материала, под которой обычно подразумевается величина растягивающих на-пряжений в месте разрыва на момент разрушения.…”

“…В настоящее время часто применяется способ опре-деления динамической прочности по так называемому сбросу скорости -разности между максимальным значением и последующим за ним первым локальным минимумом на диаграмме скорости свободной поверх-ности [7][8][9][10][11]. Данный способ может оказываться вполне эффективным в условиях, когда в образцах иницииру-ются высокоинтенсивные запороговые воздействия [11].…”