DOI: 10.17586/2226-1494-2018-18-4-581-587


УДК535.66, 535.392

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПО ФОРМИРОВАНИЮ ЦВЕТНОСТИ НА ПОВЕРХНОСТИ МЕТАЛЛОВ ЛАЗЕРНЫМ ИЗЛУЧЕНИЕМ

Притоцкий Е. М., Притоцкая А. П., Бурцев А. А., Панков М. А., Бутковский О. Я., Аракелян С. М.


Язык статьи - русский

Ссылка для цитирования: Притоцкий Е.М., Притоцкая А.П., Бурцев А.А., Панков М.А., Бутковский О.Я., Аракелян С.М. Экспериментальные исследования по формированию цветности на поверхности металлов лазерным излучением // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. 2018. Т. 18. № 4. С. 581–587. doi: 10.17586/2226-1494-2018-18-4-581-587

Аннотация

Представлены экспериментальные исследования и способ формирования цветности на поверхности нержавеющей стали при воздействии импульсного лазерного излучения. Описаны методы расчета коэффициента отражения пленок оксида железа на железе. Произведен расчет зависимости коэффициента отражения от длины волны в видимом диапазоне и толщины оксидной пленки на поверхности маркируемой поверхности. Показано влияние толщины оксидной пленки на формируемый цвет поверхности за счет интерференции на системе пленок оксида железа и железа. Показано, как по мере увеличения угла падения функция отражения смещается влево и уменьшается ее амплитуда. По результатам растровой электронной микроскопии зафиксировано значительное увеличение содержания кислорода в местах воздействия, что указывает на образование оксидных пленок. Проведен анализ профиля полученных на поверхности металлов оксидных пленок, показана зависимость цветности модифицируемой поверхности от параметров лазерного излучения.


Ключевые слова: лазерная цветная маркировка, окисление, нержавеющая сталь, покрытие

Благодарности. Работа выполнена при поддержке гранта РФФИ №18-07-00943 А и в рамках базовой части государственного задания ВлГУ № 3.7530.2018/8.9 БЧ

Список литературы
1. Валиутин А., Горный С., Гречко Ю. Патров М., Юдин К., Юревич В. Лазерная маркировка материалов // Фотоника. 2007. № 3. С. 16–22.
2. Баландина Л.Н., Попов К.Л. Изучение особенностей формирования изображений при цветной лазерной маркировке низкоуглеродистых сталей // Студенческая научная весна. Машиностроительные технологии. 2011. С. 1–5.
3. Lochbihler H. Colored images generated by metallic subwavelength gratings // Optics Express. 2009. V. 17. N 14. P. 12189–12196. doi: 10.1364/OE.17.012189
4. Алехин В.А. Термопринтеры для автоматизированных информационных систем // Актуальные вопросы современной техники и технологии. Липецк, 2012. С. 10–17.
5. Misev T.A. Powder Coatings: Chemistry and Technology. New York: Wiley, 1991. 390 p.
6. Горный С., Вейко В., Одинцова Г., Горбунова Е., Логинов А., Карлагина Ю., Скуратова А., Агеев Э. Цветная лазерная маркировка поверхности металлов // Фотоника. 2013. № 6. С. 34–44.
7. Рубцов Н.А., Аверков Е.И., Емельянов А.А. Свойства теплового излучения материалов в конденсированном состоянии. Новосибирск: Институт теплофизики, 1988. 348 с.
8. Русин С.П. Изменение оптических свойств системы “оксидная пленка−металл” в процессе роста пленки: компьютерное моделирование // Теплофизика и аэромеханика. 2012. T. 19. № 5. С. 643–654.
9. Притоцкий Е.М., Притоцкая А.П. Компьютерное моделирование взаимодействия света с наноразмерными структурами // Computational Nanotechnology. 2016. № 3. С. 250–252.
10. Аракелян С.М., Бутковский О.Я., Бурцев А.А., Лысенко С.Л., Панков М.А., Притоцкий Е.М., Притоцкая А.П. Моделирование величин коэффициентов отражения и пропускания для многослойных покрытий // Computational Nanotechnology. 2017. № 4. С. 14–20.
11. Притоцкий Е.М., Притоцкая А.П., Панков М.А. Многослойные диэлектрические зеркала для мощных полупроводниковых лазеров // Computational Nanotechnology. 2017. № 2. С. 94–96.
12. Johnson P.B., Christy R.W. Optical constants of transition metals: Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, and Pd // Physical Review B. 1974. V. 9. N 12. P. 5056–5070. doi: 10.1103/PhysRevB.9.5056
13. Querry M.R. Optical Constants. Contractor Report CRDC-CR85034, 1985.
14. Lecka K.M., Wojcik M.R., Antonczak A.J. Laser-induced color marking of titanium: a modeling study of the interference effect and the impact of protective coating // Mathematical Problems in Engineering. 2017. V. 2017. doi: 10.1155/2017/3425108
15. Veiko V., Odintsova G., Ageev E., Karlagina Y., Loginov A., Skuratova A., Gorbunova E. Controlled oxide films formation by nanosecond laser pulses for color marking // Optics Express. 2014. V. 22. N 20. P. 24342–24347. doi: 10.1364/OE.22.024342
16. Антонов Д.Н., Бурцев А.А., Бутковский О.Я. Окрашивание поверхности металлов под действием импульсного лазерного излучения // Журнал технической физики. 2014. Т. 84. № 10. С. 83–86.


Creative Commons License

This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License
Информация 2001-2018 ©
Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики.
Все права защищены.

Яндекс.Метрика