Влияние плотности потока на формирование поля температуры в оксиде алюминия при его нагреве концентрированным лазерным излучением

Проведено расчетно-теоретическое исследование влияния плотности потока греющего концентрированного излучения $\mathrm{CO}_2$-лазера на формирование поля температуры в процессе нагрева и плавления плоского слоя оксида алюминия. В рамках математической модели нестационарного совместного радиационно-кондуктивного теплопереноса рассмотрен процесс нагрева в строгой постановке с учетом зависимости теплофизических свойств твердой фазы от температуры, а оптических свойств – от температуры и длины волны, включая обобщенный подход к проблеме фазового перехода при плавлении с учетом образования протяженной двухфазной зоны. При этом принимается во внимание испарение с поверхности расплава. Представленные результаты относятся к плотностям потока в диапазоне от $200$ до $3000$ Вт/см$^2$. Показано, что особенности формирования температурных полей обусловлены как присущим всем полупрозрачным веществам при высоких температурах вкладом объемного излучения и поглощения потоков внешнего и собственного излучения, так и спецификой оксида алюминия, у которого различие коэффициентов поглощения расплава и твердой фазы в энергетически важной области спектра достигает двух порядков величины.