Konduktivitas Panas Pelelehan Melting Penguapan Evaporation

Koefisien absorpsi yang berasal dari fungsi dielektrik suatu material dan konduktivitasnya yang akan menentukan tingkat penyerapan cahaya sebagai kedalaman fungsinya. Namun, mekanisme tertentu di mana penyerapan terjadi akan tergantung pada jenis bahan. Secara umum, foton akan bergerak ke arah sumbu yang tepat atau sumber getaran dalam materi tergantung pada energi foton. Dalam isolator dan semikonduktor, penyerapan sinar laser terutama terjadi melalui resonansi. Eksitasi seperti transisi elektron pita valensi ke pita konduksi interband transisi atau pita dalam intersubband transisi. Sedangkan pada bagian tereksitasi dapat mentransfer energi pada fonon. Foton dengan energi di bawah dalam pita bahan itu tidak akan diserap kecuali ada yang kelainan pasangan, bagian yang rusak atau jika ada penyerapan multiphoton. Pada isolator energi biasanya berada dibawah frekuensi cahaya ultraviolet dan semikonduktor terlihat spektrum inframerah. Namun,pada beberapa penelitian tinggi resonansi frekuensi pada fonon optik berada mendekati daerah inframerah. Sebaliknya, seseorang dapat meyesuaikan energi laser yang diserap berubah langsung menjadi panas. Proses seperti ini disebut fotothermal pirolitik dan respon materi dapat diobati dengan cara yang murni termal. Misalnya, laser pengolahan logam atau semikonduktor dengan waktu pulsa laser yang lambat ns biasanya ditandai dengan mekanisme fotothermal. Ketika tingkat eksitasi laser yang diinduksi tinggi dibandingkan dengan yang tingkat thermalisasi , perpindahan besar dapat dibangun pada daerah-daerah tersebut. Eksitasi energi ini cukup dapat untuk langsung memutuskan ikatan foto-dekomposisi. Jenis modifikasi bahan non-termal ini biasanya disebut sebagai fotokimia Fotolitik pengolahan. Selama proses fotokimia murni, suhu sistem relatif tetap, tidak berubah. Panjang gelombang sinar laser, di mana energi foton berada di urutan ikatan kimia energi, adalah contoh dari proses fotokimia. Demikian pula, ultrafast femtosecond pulsa laser dapat memungkinkan proses fotokimia logam dan semikonduktor.

2.4.2 Konduktivitas Panas

Heat Conduction Universitas Sumatera Utara Pemanasan laser yang mengalir dibawah batas ambang pencairan dapat mengaktifkan beragam suhu, proses tergantung dalam bahan padat. Tingginya suhu dihasilkan dapat meningkatkan tingkat difusi mempromosikan doping pengotor, reorganisasi dari struktur kristal dan sintering bahan berpori. Energi hambatan untuk reaksi kimia dapat diatasi juga, mereka meningkatkan kinetika reaksi jauh melampaui tingkat suhu kamar. Transformasi untuk fase kristal pada temperatur tinggi dapat terjadi cepat. Gradien suhu yang besar dicapai dengan pemanasan laser tersebut dapat menyebabkan cepatnya proses pendinginan material itu sendiri, yang tersimpang dalam struktur di non-ekuilibrium. Kemudian selanjutnya gradient suhu tinggi dengan cepat dapat menginduksi tegangan termal dan eksitasi thermoelastic gelombang akustik. Tekanan ini dapat berkontribusi pada respon mekanik dari bahan tersebut sebagai pekerjaan pengerasan, warping, atau cracking. Ketika terdapat perbedaan temperature pada suatu medium atau antar medium, maka transfer panas akan muncul. Salah satu mekanisme transfer panas yang terjadi pada suatu medium, khususnya padatan adalah melalui konduksi. Transfer energi secara konduksi berkaitan dengan aktivitas atomic dan molekuler penyusun bahan tersebut.

2.4.3 Pelelehan Melting

Proses melting adalah proses peleburan material ingot dengan cara memanaskannya hingga mencapai titik cair material yang dilebur, berjalan di dalam sebuah unit yang disebut melting furnace.

2.4.4 Penguapan Evaporation

Pada saat terjadinya interaksi laser dengan material, maka material akan mengalami pengurangan massa akibat terevaporasi. Kondisi terevaporasi adalah kondisi dimana cairan yang seharusnya berubah ke fase gas sebelum ke fase padatan, hal ini akan meyebabkan terjadinya jumlah massa terevaporasi. Universitas Sumatera Utara Crater yang merupakan bekas penguapan material akibat interaksinya dengan laser. Suatu bahan dapat dihitung massa terevaporasinya dengan rumus pada persamaan 2.5 dibawah ini : m = ρ V 2.5 dimana : ρ = massa jenis material V = 13 πt d 1 2 + d 1 d 2 + d 2 2 t = kedalaman crater d 1 = diameter luar d 2 = diameter dalam

2.4.5 Melt Expulsion