.png)
.png)
Послать статью по эл. почте 
Открытый доступ
Только для подписчиков
Влияние режима импульсного лазерного воздействия на процессы абляции и модификации поверхностного слоя Si3N4‒ТiC-керамики
https://doi.org/10.17073/1683-4518-2023-1-52-57
Аннотация
Определено влияние параметров режима импульсного лазерного воздействия на процессы абляции и модификации Si3N4‒ТiC-керамики. С использованием выявленных взаимосвязей установлен и рекомендован для практического применения режим импульсной лазерной обработки после алмазного шлифования деталей из Si3N4‒ТiC-керамики, обеспечивающий удаление дефектного слоя и создание бездефектной структуры в поверхностном слое.
Об авторе
В. В. КузинРоссия
Д. т. н. Москва
Список литературы
1. Kuzin, V. A model of forming the surface layer of ceramic parts based on silicon nitride in the grinding process / V. Kuzin // Key Eng. Mater. Precision Machining. ― 2012. ― Vol. 496. ― Р. 127‒131.
2. Kuzin, V. Surface defects formation in grinding of silicon nitride ceramics / V. Kuzin, S. Grigoriev, S. Fedorov [et al.] // Appl. Mech. Mater. ― 2015. ― Vols. 752, 753. ― Р. 402‒406.
3. Демкин, Н. Б. Качество поверхности и контакт деталей машин / Н. Б. Демкин, Э. В. Рыжов. ― М. : Машиностроение,1981. ― 244 с.
4. Bocanegra-Bernal, M. H. Mechanical properties of silicon nitride-based ceramics and its use in structural application at high temperatures / M. H. Bocanegra-Bernal, B. Matovic // Mater. Sci. Eng., A. ― 2010. ― Vol. 527. ― P. 1314‒1338.
5. Модифицирование и легирование поверхности лазерными, ионными и электронными пучками ; под ред. Дж. М. Поута, Г. Фоти, Д. К. Джекобсона ; пер. с англ. Н. К. Мышкина, А. В. Белого, В. М. Анищика ; под ред. А. А. Углова. ― М. : Машиностроение, 1987. ― 424 с.
6. Mao, Bo. Laser surface texturing and related techniques for enhancing tribological performance of engineering materials: а review / Bo Mao, Arpith Siddaiah, Yiliang Liao [et al.] // J. Manuf. Process. ― 2020. ― Vol. 53. ― P. 153‒173.
7. Li, Zhen-xing. Microstructure distribution and bending fracture mechanism of 65 Mn steel in the laser surface treatment / Zhen-xing Li, Jin-shan Chen, Xiao-nan Wang // Mater. Sci. Eng., А. ― 2022. ― Vol. 850. ― 143568.
8. Chu, J. P. Laser-shock processing effects on surface microstructure and mechanical properties of low carbon steel / J. P. Chu, J. M. Rigsbee, G. Banaś [et al.] // Mater. Sci. Eng., A. ― 1999. ― Vol. 260, № 1/2. ― P. 260‒268.
9. Tong, Wei. Direct laser texturing technique for metal surfaces to achieve superhydrophobicity / Wei Tong, Dangsheng Xiong // Mater. Today Phys. ― 2022. ― Vol. 23. ― 100651.
10. Wei, Boxin. Nanosecond pulsed laser-assisted modified copper surface structure: еnhanced surface microhardness and microbial corrosion resistance / Boxin Wei, Jin Xu, Liqun Gao [et al.] // J. Mater. Sci. Technol. ― 2022. ― Vol. 107. ― P. 111‒123.
11. Nie, Xiangfan. Experiment investigation of laser shock peening on TC6 titanium alloy to improve high cycle fatigue performance / Xiangfan Nie, Weifeng He, Liucheng Zhou [et al.] // Mater. Sci. Eng. A. ― 2014. ― Vol. 594. ― P. 161‒167.
12. Sealy, M. P. Fatigue performance of biodegradable magnesium-calcium alloy processed by laser shock peening for orthopedic implants / M. P. Sealy, Y. B. Guo, R. C. Caslaru [et al.] // Int. J. Fatigue. ― 2016. ― Vol. 82, рart 3. ― P. 428‒436.
13. Kurzynowski, Tomasz. Wear and corrosion behaviour of Inconel 718 laser surface alloyed with rhenium / Tomasz Kurzynowski, Irina Smolina, Karol Kobiela [et al.] // Mater. Des. ― 2017. ― Vol. 132. ― P. 349‒359.
14. Moreno, P. Femtosecond laser ablation of carbon reinforced polymers / P. Moreno, C. Méndez, A. García [et al.] // Appl. Surf. Sci. ― 2006. ― Vol. 252, № 12. ― P. 4110‒4119.
15. Silvain, Jean-Francois. Surface modification of elastomer/carbon composite by Nd+:YAG laser and KrF excimer laser ablation / Jean-Francois Silvain, Hiroyuki Niino, Shigeyuki Ono [et al.] // Appl. Surf. Sci. ― 1999. ― Vol. 141, № 1/2. ― P. 25‒34.
16. De Zanet, Alessandro. Laser surface texturing of ceramics and ceramic composite materials ― а review /Alessandro De Zanet, Valentina Casalegno, Milena Salvo // Ceram. Int. ― 2021. ― Vol. 47, № 6. ― P. 7307‒7320.
17. Samant, A. N. Laser machining of structural ceramics ― а review / A. N. Samant, N. B. Dahotre // J. Eur. Ceram. Soc. ― 2009. ― Vol. 29. ― P. 969‒993.
18. Кузин, В. В. Воздействие импульсного лазерного излучения на поверхность керамики ВОК71 / В. В. Кузин, С. Н. Григорьев, М. Ю. Фёдоров [и др.] // Новые огнеупоры. ― 2015. ― № 7. ― С. 48‒52.
19. Кузин, В. В. Особенности воздействия импульсного лазерного излучения на поверхность керамики ВОК71 в воде / В. В. Кузин, М. Р. Портной, С. Ю. Федоров [и др.] // Новые огнеупоры. ― 2015. ― № 8. ― С. 43‒46.
20. Кузин, В. В. Модификация поверхностного слоя оксидной керамики с использованием непрерывного лазерного излучения / В. В. Кузин // Новые огнеупоры. ― 2016. ― № 1. ― С. 51‒55.
21. Carvalho, Angela. Femtosecond laser microstructuring of alumina toughened zirconia for surface functionalization of dental implants / Angela Carvalho, Liliana Grenho, Maria H. Fernandes [et al.] // Ceram. Int. ― 2020. ― Vol. 46, № 2. ― P. 1383‒1389.
22. Kuzin, V. Surface modification of zirconia (Y‒TZP) ceramics induced by pulsed laser machining / V. Kuzin, S. Grigoriev, M. Fedorov [et al.] // Appl. Mech. Mater. ― 2015. ― Vols. 752, 753. ― Р. 481‒484.
23. Han, Jide. Laser surface texturing of zirconia-based ceramics for dental applications : a review / Jide Han, Fei Zhang, Bart Van Meerbeek [et al.] // Mater. Sci. Eng., C. ― 2021. ― Vol. 123. ― 112034.
24. Кузин, В. В. Импульсное лазерное воздействие на графитизированную поверхность Y‒TZP-керамики / В. В. Кузин, С. Н. Григорьев, В. Н. Ермолин // Новые огнеупоры. ― 2019. ― № 3. ― С. 58‒63.
25. Zhai, Zhaoyang. Effect of the surface microstructure ablated by femtosecond laser on the bonding strength of EBCs for SiC/SiC composites / Zhaoyang Zhai, Wenjun Wang, Xuesong Mei [et al.] // Opt. Commun. ― 2018. ― Vol. 424. ― P. 137‒144.
26. Tshabalala, Lerato Criscelda. Surface texturing of Si3N4–SiC ceramic tool components by pulsed laser machining / Lerato Criscelda Tshabalala, Sisa Pityana // Surf. Coat. Technol. ― 2016. ― Vol. 289. ― P. 52‒60.
27. Tshabalala, Lerato Crescelda. Surface texturing of sialon ceramic by femtosecond pulsed laser / Lerato Crescelda Tshabalala, Cebolenkosi Philani Ntuli, Jean C. Fwamba [et al.] // Procedia Manuf. ― 2017. ― Vol. 7. ― P. 660‒667.
28. Kuzin, V. Modelling of influence of intensive heat flow on stress inhomogeneity in ceramic system TiC‒ Y2O3‒Si3N4 / V. Kuzin, M. Fedorov, P. Dašić, M. Portnoy // Appl. Mech. Mater. ― 2015. ― Vol. 806. ― Р. 99‒103.
29. Laude, L. D. Excimer laser ablation of Y-SiAlON / L. D. Laude, Ch. Ogeret, A. Jadin [et al.] // Appl. Surf. Sci. ― 1998. ― Vol. 127‒129. ― P. 848‒851.
30. Hampshire, S. Silicon nitride ceramics ― review of structure, processing and properties / S. Hampshire // J. Achiev. Mater. Manuf. Eng. ― 2007. ― Vol. 24, № 1. ― P. 43‒50.
31. Xing, Youqiang. Effect of regular surface textures generated by laser on tribological behavior of Si3N4/TiC ceramic / Youqiang Xing, Jianxin Deng, Ze Wu [et al.] // Appl. Surf. Sci. ― 2013. ― Vol. 265. ― P. 823‒832.
Дополнительные файлы
Для цитирования: Кузин В.В. Влияние режима импульсного лазерного воздействия на процессы абляции и модификации поверхностного слоя Si3N4‒ТiC-керамики. Новые огнеупоры. 2023;(1):52-57. https://doi.org/10.17073/1683-4518-2023-1-52-57
For citation: Kuzin V.V. Influence of pulsed laser mode on ablation and modification processes of Si3N4‒ТiC ceramics surface layer. NOVYE OGNEUPORY (NEW REFRACTORIES). 2023;(1):52-57. (In Russ.) https://doi.org/10.17073/1683-4518-2023-1-52-57
Обратные ссылки
- Обратные ссылки не определены.