Доступ открыт Открытый доступ  Доступ закрыт Только для подписчиков

ОСОБЕННОСТИ АБЛЯЦИИ И МОДИФИКАЦИИ ПОВЕРХНОСТНОЙ СТРУКТУРЫ Al2O3‒TiC-КЕРАМИКИ ПРИ ДВУХКООРДИНАТНОЙ ИМПУЛЬСНОЙ ЛАЗЕРНОЙ ОБРАБОТКЕ


https://doi.org/10.17073/1683-4518-2022-12-51-57

Полный текст:




Аннотация

Установлены основные закономерности влияния параметров двухкоординатной импульсной лазерной обработки на процессы абляции и структурной модификации Al2O3‒TiC-керамики. Выявлено неоднозначное влияние параметров режима лазерной обработки на интенсивность процесса абляции. Показано, что характер структурной модификации определяется параллельно протекающими процессами фрагментации, оплавления и сплавления зерен исходной керамики и дефектного поверхностного слоя с образованием новых элементов. Влияние параметров режима лазерной обработки на характер структурной модификации проявляется через размеры и число вновь образованных элементов поверхностной структуры.


Об авторах

В. В. Кузин
ФГБОУ ВО «Московский государственный технологический университет «Станкин»
Россия

д. т. н. 

Москва



С. Н. Григорьев
ФГБОУ ВО «Московский государственный технологический университет «Станкин»
Россия

д. т. н. 

Москва



С. Ю. Федоров
ФГБОУ ВО «Московский государственный технологический университет «Станкин»
Россия

к. т. н. 

Москва



М. А. Волосова
ФГБОУ ВО «Московский государственный технологический университет «Станкин»
Россия

к. т. н.

Москва




Список литературы

1. Kuzin, V. V. Basic framework for computer-aided engineering of polished ceramic surface layers / V. V. Kuzin, S. N. Grigor’ev, M. A. Volosova // Refract. Ind. Ceram. ― 2020. ― Vol. 61, № 3. ― P. 349‒354.

2. Иногамов, Н. А. Лазерная абляция: физические представления и приложения (обзор) / Н. А. Иногамов, Ю. В. Петров, В. А. Хохлов [и др.] // Теплофизика высоких температур. ― 2020. ― Т. 58, № 4. ― С. 689‒706.

3. Florian, C. The role of the laser-induced oxide layer in the formation of laser-induced periodic surface structures / C. Florian, J.-L. Deziel, S. V. Kirner [et al.] // Nanomaterials. ― 2020. ― Vol. 10. ― Article № 147.

4. Kuzin, V. Surface modification of zirconia (Y-TZP) ceramics induced by pulsed laser machining / V. Kuzin, S. Grigoriev, M. Fedorov [et al.] // Applied Mechanics and Materials. ― 2015. ― Vols. 752‒753. ― Р. 481‒484.

5. Zhang, Ximin. Polishing of alumina ceramic to submicrometer surface roughness by picosecond laser / Ximin Zhang, Lingfei Jia, Litian Zhang [et al.] // Surf. Coat. Technol. ― 2020. ― Vol. 397, № 15. ― Article № 125962.

6. Kuzin, V. V. Physical and technological aspects of precision laser treatment of ceramic materials. Effect of treatment regime / V. V. Kuzin, S. N. Grigor’ev, M. Yu. Fedorov [et al.] // Refract. Ind. Ceram. ― 2018. ― Vol. 59, № 3. ― Р. 287‒289.

7. Samant, Anoop N. Laser machining of structural ceramics ― a review / Anoop N. Samant, Narendra B. Dahotre // J. Eur. Ceram. Soc. ― 2009. ― Vol. 29, № 6. ― P. 969‒993.

8. Umer, Usama. Multi-response optimization of machining parameters in micro milling of alumina ceramics using Nd:YAG laser / Usama Umer, Muneer Khan Mohammed, Abdulrahman Al-Ahmari // Measurement. ― 2017. ― Vol. 95. ― P. 181‒192.

9. Xing, Youqiang. Effect of femtosecond laser pretreatment on wear resistance of Al2O3/TiC ceramic tools in dry cutting / Youqiang Xing, Jianxin Deng, Kedong Zhang [et al.] // Int. J. Refract. Hard. Met. ― 2014. ― Vol. 43. ― P. 291‒301.

10. Kuzin, V. V. Oxide ceramic surface layer modification using continuous laser radiation / V. V. Kuzin // Refract. Ind. Ceram. ― 2016. ― Vol. 57, № 1. ― Р. 53‒57.

11. Mendes, M. XeCl laser ablation of Al2O3‒TiC ceramics / M. Mendes, V. Oliveira, O. Conde [et al.] // Appl. Surf. Sci. ― 2000. ― Vol. 154/155. ― P. 29‒34.

12. Oliveira, V. Laser ablation of Al2O3‒TiC: a spectroscopic investigation / V. Oliveira, J. C. Orlianges, R. Vilar [et al.] // Appl. Surf. Sci. ― 2002. ― Vol. 186, № 1‒4. ― P. 309‒314.

13. Weixler, Jodok. 300 fs pulsed laser ablation of Al2O3 ceramic and introduction of a predictive model / Jodok Weixler, Marc Zweifel, Konrad Wegener // Mater. Des. ― 2022. ― Vol. 217. ― 110614.

14. Kim, S. H. Ablation characteristics of aluminum oxide and nitride ceramics during femtosecond laser micromachining / S. H. Kim, I.-B. Sohn, S. Jeong // Appl. Surf. Sci. ― 2009. ― Vol. 255. ― Р. 9717‒9720.

15. Xing, Youqiang. Fabrication and characterization of micro-channels on Al2O3/TiC ceramic produced by nanosecond laser / Youqiang Xing, Lei Liu, Ze Wu [et al.] // Ceram. Int. ― 2018. ― Vol. 44, № 18. ― P. 23035‒23044.

16. Wang, Xingsheng. Fabrication of micro-channels on Al2O3/TiC ceramics using picosecond laser induced plasma micromachining / Xingsheng Wang, Yuke Huang, Youqiang Xing [et al.] // J. Manuf. Process. ― 2019. ― Vol. 44. ― Р. 102‒112.

17. Perrie, W. Femtosecond laser micro-structuring of alumina ceramic / W. Perrie, A. Rushton, M. Gilla [et al.] // Appl. Surf. Sci. ― 2005. ― Vol. 248, № 1‒4. ― P. 213‒217.

18. Esmail, I.Engineered net shaping of alumina ceramics using picosecond laser / I. Esmail, H. Yazdani Sarvestani, J. Gholipour [et al.] // Optics & Laser Technology. ― 2020. ― 135:106669.

19. Mendes, M. Influence of the working atmosphere on the excimer laser ablation of Al2O3–TiC ceramics / M. Mendes, R. Vilar // Appl. Surf. Sci. ― 2003. ― Vol. 206, № 1‒4. ― P. 196‒208.

20. Kuzin, V. V. Features of pulsed laser radiation action on a ceramic VOK71 surface in water / V. V. Kuzin, M. R. Portnoi, S. Yu. Fedorov [et al.] // Refract. Ind. Ceram. ― 2015. ― Vol. 56, № 4. ― Р. 394‒397.

21. Li, Dexin. Micro surface texturing of alumina ceramic with nanosecond laser / Dexin Li, Xiaoxiao Chen, Chunhai Guo [et al.] // Procedia Eng. ― 2017. ― Vol. 174. ― Р. 370‒376.

22. Wang, Fei. Microstructure-property relation in alumina ceramics during post-annealing process after laser shock processing / Fei Wang, Chenfei Zhang, Xueliang Yan [et al.] // J. Am. Ceram. Soc. ― 2018. ― Vol. 101, № 11. ― P. 4933‒4941.

23. Xing, Y. Femtosecond pulsed laser nanotexturing of Al2O3/TiC ceramic / Y. Xing, J. Deng, Y. Lian [et al.] // Laser Phys. ― 2013. ― Vol. 23, № 6. ― 066002.

24. Kuzin, V. V. Physical and technological aspects of pulsed laser cutting of cavities in ceramics / V. V. Kuzin, S. N. Grigor’ev, M. Yu. Fedorov [et al.] // Refract. Ind. Ceram. ― 2018. ― Vol. 59, № 2. ― Р. 170‒174.

25. Hanon, M. M. Experimental and theoretical investigation of the drilling of alumina ceramic using Nd:YAG pulsed laser / M. M. Hanon, E. Akman, B. Genc Oztoprak [et al.] // Opt. Laser. Technol. ― Vol. 44, № 4. ― P. 913‒922.

26. Kuzin, V. V. Effect of pulsed laser radiation on the surface of ceramic VOK71 / V. V. Kuzin, S. N. Grigor’ev, M. Yu. Fedorov [et al.] // Refract. Ind. Ceram. ― 2015. ― Vol. 56, № 4. ― Р. 390‒393.


Дополнительные файлы

Для цитирования: Кузин В.В., Григорьев С.Н., Федоров С.Ю., Волосова М.А. ОСОБЕННОСТИ АБЛЯЦИИ И МОДИФИКАЦИИ ПОВЕРХНОСТНОЙ СТРУКТУРЫ Al2O3‒TiC-КЕРАМИКИ ПРИ ДВУХКООРДИНАТНОЙ ИМПУЛЬСНОЙ ЛАЗЕРНОЙ ОБРАБОТКЕ. Новые огнеупоры. 2022;1(12):51-57. https://doi.org/10.17073/1683-4518-2022-12-51-57

For citation: Kuzin V.V., Grigor’ev S.N., Fedorov S.Y., Volosova M.A. Features of ablation and modification of Al2O3‒TiC ceramic surface structure during two-coordinate pulsed laser treatment. NOVYE OGNEUPORY (NEW REFRACTORIES). 2022;1(12):51-57. (In Russ.) https://doi.org/10.17073/1683-4518-2022-12-51-57

Просмотров: 226

Обратные ссылки

  • Обратные ссылки не определены.


ISSN 1683-4518 (Print)