ЛАЗЕРНОЕ МИКРОСТРУКТУРИРОВАНИЕ ПОВЕРХНОСТИ ИЗДЕЛИЙ ИЗ МЕДИ

  • E.O. Baranov Государственный научный центр Российской Федерации Федеральное государственное унитарное предприятие «Центральный научно-исследовательский институт химии и механики» (ГНЦ РФ ФГУП «ЦНИИХМ»)
  • V.G. Butenko Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Межведомственный центр аналитических исследований в области физики, химии и биологии при Президиуме Российской академии наук (МЦАИ РАН)
  • O.I. Kashirin Государственный научный центр Российской Федерации Федеральное государственное унитарное предприятие «Центральный научно-исследовательский институт химии и механики» (ГНЦ РФ ФГУП «ЦНИИХМ»)
  • P.O. Kolosovskiy Государственный научный центр Российской Федерации Федеральное государственное унитарное предприятие «Центральный научно-исследовательский институт химии и механики» (ГНЦ РФ ФГУП «ЦНИИХМ»)
  • U.A. Kulagin Государственный научный центр Российской Федерации Федеральное государственное унитарное предприятие «Центральный научно-исследовательский институт химии и механики» (ГНЦ РФ ФГУП «ЦНИИХМ»)
  • M.S. Osipova Государственный научный центр Российской Федерации Федеральное государственное унитарное предприятие «Центральный научно-исследовательский институт химии и механики» (ГНЦ РФ ФГУП «ЦНИИХМ»)
DOI: https://doi.org/10.6060/rcj.2021654.11
Ключевые слова: лазер, микроструктурирование, коэффициент отражения, показатель поглощения

Аннотация

Лазерное микро-наноструктурирование поверхности позволяет придавать материалам новые физические свойства: уменьшается трение в изделиях (до 70%), происходит поверхностное термоупрочнение, увеличивается износостойкость и улучшаются скоростные характеристики изделий. Поэтому важно математическое прогнозирование характеристик профиля наносимых поверхностно-периодических структур (глубина и размеры лунок) для выбора режимов работы импульсного лазерного комплекса при изготовлении изделий с конкретной оптимальной микроструктурированной поверхностью. В статье рассмотрено использование закона Бугера-Ламберта-Бера для расчета геометрии профиля поверхностной микроструктуры, нанесенной одиночными лазерными импульсами на лабораторный образец из меди. В опубликованных материалах по теме микрострукттурирования поверхности импульсными лазерами приведены пороговые значения интенсивности лазерного излучения при которых происходит испарение материала лабораторного образца. Закон Бугера-Ламберта-Бера описывает ослабление интенсивности лазерного излучения при распространении его в поглощающей среде. Для обеспечения точности расчетов было произведено измерение средней мощности лазерного излучения и коэффициента отражения медного образца. На основании экспериментальных данных было получено значение показателя поглощения меди. Для проверки корректности расчетов на лабораторные образцы из меди лазером было нанесено два варианта микроструктуры. Сравнение результатов расчета геометрии профиля микроструктуры и результатов эксперимента показало наличие сходимости. Представленная методика может быть использована для прогнозирования профиля поверхностных микроструктур и для других материалов.

Биография автора

E.O. Baranov, Государственный научный центр Российской Федерации Федеральное государственное унитарное предприятие «Центральный научно-исследовательский институт химии и механики» (ГНЦ РФ ФГУП «ЦНИИХМ»)
 

Литература

Development of a methodology for improving the working three-dimensional surfaces of the blades of skates taking into account the features of the competitive characteristics of running in short track: research report // hands. Kulagin Yu.A. Performed by: Avatinyan G.A., Baranov E.O., Shinkarev A.S. et al. // FSUE "TsNIIHM". 2014. NIOKTR 114111870038.

Avatinyan G.A., Baranov E.O., Kulagin Yu.A. Laser structuring of the surface of bullets. 13th All-Russian scientific conference "Technologies and materials for extreme conditions". Zvenigorod, 2018.

Avatinyan G.A., Baranov E.O., Kulagin Yu.A. et al. Laser modification of bearing surfaces with a picosecond laser. 12th All-Russian scientific conference “Technologies and materials for extreme conditions. Tuapse. 2017.

Parfenov V.A. Laser micromachining of materials. SPb.: SPbGETU "LETI". 2011.

Veiko V.P. Basic lecture notes for the course "Physico-technical foundations of laser technologies". SPb.: SPbSU ITMO. 2011.

GOST 25786-83 Lasers. Methods for measuring average power, average pulse power, relative instability of average power of laser radiation. M .: Publishing house of standards. 1983.

LDesigner F3: https:// ate-ko.ru/product/oborudovanie/ldesigner-f-seriya/ldesigner-f3/ (date of the application 2021-08-08).

Zvelto O. Principles of lasers. M .: Mir, 1990. 719 p.

Опубликован
2021-09-19
Как цитировать
Baranov, E., Butenko, V., Kashirin, O., Kolosovskiy, P., Kulagin, U., & Osipova, M. (2021). ЛАЗЕРНОЕ МИКРОСТРУКТУРИРОВАНИЕ ПОВЕРХНОСТИ ИЗДЕЛИЙ ИЗ МЕДИ. Российский химический журнал, 65(4), 65-71. https://doi.org/10.6060/rcj.2021654.11
Выпуск
Том 65 № 4 (2021): К 25-летию МЦАИ РАН
Раздел
Статьи