ملخص
من الاختراع الاول لليزر الياقوت قي عام 1960م تم الحصول على عملية الليزر في عدة أوساط، الغازية، السائلة والصلبة ...الخ. وبالامكان الآن الحصول علي شعاع الكهرومغنطيس المترابط من موجات الراديو الي منطقة الاشعة السنية للمستويات قدرة تتراوح بين جزء من الواتالي بليون وات. هذه الاشعة للاجهزة المتنوعة الا ستعمال لها تأثير بعيد المدي على كل المستويات العلمية والتقنية، وفي الحقيقة فأن تقنية الليزر اليوم تكون قيالمرتبات العليا العلمية والتقنية، وفي الحقيقة قأن تقنية أنصاف الموصلات وما هي هذه الا البدية. هذاالبحث يختص بأحدى هذه التطبيقات وهي معالجة المواد بأستخدام ليزر الياقوت حيث تم أستعمال ليزر الياقوت ذى قدرة قصوى مقدارها أربعة كيلوات في خطتشغيله العادي لدراسة تحسين صلادة السطح لسبائك البرونز الالوميني وكذلك عمل ثقوب دقيقة جداً في بعض المعادن والسبائك والمواد العازلة. الفصل الاول من هذا البحث يعطي ملخصاً مقتضباًلأساسيات الليزر وخواص بعض الليزارات منها بينما يتعلق الفصل الثاني بمناقشة التطبيقات الةاسعة لليزر ويتركزأكثر على معالجة المواد بواسطة الليزر. تفاصيل وخواص ليزر الياقوت (من شركة كوادر الامريكية موديل 1500 ك) الذي تمأستعماله في هذا البحث يشملها الفصل الثالث. بينما يتعلق الفصل الرابع بالدراة الرئسية في هذا البحث والتي تتعلق بتحسين صلادة السطح بواسطة ليزر الياقوت والتأثير الناتج عن تغير كثافة الطاقة وعدد الطلقات الليزرية على عينات البرونز الالوميني ذات التكوين الطوري المختلف. كما أن النتائج التي تم الحصول عليها من قياسات الصلادة وحيود الاشعة السبنية والتصوير الدقيق توضح بجلاء أن كثافة القدرة تزيد من صلادة السطح وأن نتيجة لتكوين بنية أنتقالية شبه مستقرة (مارتينزيت) خلال مراحل المعالجة الليزرية الحرارية للعينات، وعلي الجانب الاخر وجدنا أن زيادة عدد الطلقات ليس له تأثير يذكر علي صلادة السطح. الفصل الاخير يختص بجزء الحفر الدقيق من هذه الدراسة على قليل من المعادن والسبائك والمواد العازلةحيث برهن أن ليزر الياقوت يعتبر أداة ناجحة في الحفر الدقيق.
Abstract
Since the invention of the first Ruby laser in 1960, laser action has been obtained in many media: gases, liquids, solids, etc. Now coherent electromagnetic radiation is available from R.F. to near X-ray region with power level ranging from a fraction of a watt to billion watts. Such versatile devices have far reaching impact on all scientific and technological levels. In fact laser technology ranks perhaps next only to nuclear engineering and semiconductor technologies and this is just the beginning. This thesis pertains to one such application, namely material processing using Ruby laser. A Ruby laser of 4 KW peak power, in normal mode operation has been used to study surface hardness enhancement of AI-Bronze alloys and micro- drilling of few metals, alloys and insulators. The first chapter gives a brief outline of the principle of lasers and the characteristics of a few, most inportant lasers, while the second chapter deals with a discussion of the wide range of laser applications with emphasis of material processing using lasers. The details of the characteristics of the Ruby laser and the system we used in this study (KORAD, Model K 1500), are included in Chapter 3. Chapter 4 deals with our main study of the surface hardness enhancement using the Ruby laser and the effect of changing the power density and the number of shots on Aluminium-bronze samples of different phase composition. The results of hardness measurements, x-ray diffraction, and microphotography clearly show that increasing the power density increases the surface hardness and that is due to the martensite formation during the different stages of the laser heat treatment of the samples. on the other hand we found that increasing the number of shots does not have much influence on the surface hardness. The final chapter pertains to the microdrilling part of this study on few metals, alloys, and insulators where we prove that a Ruby laser is a successful tool in micro drilling.