Исследование и разработка технологии лазерного конфигурирования сердечников феррозондовых инклинометров

Представлены результаты термодинамических расчетов окислительных процессов, протекающих в ленте магнитного сплава 71КНСР при лазерной обработке на воздухе и в среде аргона. Кинетическая оценка скоростей протекания реакций осуществлена на основе уравнения Аррениуса. Результаты аналитических расчетов свидетельствуют о том, что снижение уровня магнитных свойств сплава, подвергнутого лазерной обработке в воздушной среде, в большей степени определяется формированием оксидов железа Fe₂O₃ и Fe₂O₄. Химический элементный анализ состава образцов после лазерного конфигурирования в среде аргона выявил, что содержание в их составе кислорода значительно меньше, чем в образцах, подвергнутых конфигурированию на воздухе. Анализ образцов с помощью сканирующей электронной и магнитно-силовой микроскопии подтвердил сохранность магнитных свойств после обработки в среде аргона. Разработанная технология применяется для изготовления чувствительного элемента феррозондового инклинометра.

1. Патент РФ № 2291294. Феррозондовый скважинный инклинометр / Я. И. Биндер, Г. Б. Вольфсон, П. М. Гаспаров, А. А. Геркус, А. Л. Гутников, П. А. Клюшкин, Т. В. Падерина, В. Г. Розенцвейн. Опубл. 10.01.2007 // Бюл. № 1. – 2007.

2. Патент РФ № 2330303. Феррозондовый магнитометр / П. А. Клюшкин, П. М. Гаспаров, В. Н. Синица, А. В. Желтаков, Л. Р. Васильева. Опубл. 27.07.2008 // Бюл. № 21. – 2008.

3. Власкин К. И. Разработка электромагнитных систем малогабаритных первичных преобразователей феррозондового типа // Автореф. дис. ... канд. техн. наук: 05.11.13. – Уфа, 2016.

4. Rodrigues G. C., Vorkov V., Duflou J. R. Optimal laser beam configurations for laser cutting of metal sheets // Procedia CIRP. – 2018. – Т. 74. – P. 714–718.

5. Wang Y. C., Luo X. M., Chen L. J., Yang H. W., Zhang G. P. Enhancement of shear stability of a Fe-based amorphous alloy using electrodeposited Ni layers // Journal of Materials Science & Technology. – 2018. – V 34, N 12. – P. 2283–2289

6. Guo L. Y., Geng S. N., Pang J., Hu Y. H., Lan S., Wang C. M., Wang W. M. Structural transformation and property improvement of Fe78Si9B13 amorphous ribbon by pulsed laser processing // Materials & Design. – 2018. – V. 160. – P. 538–548

7. Yulmetova O. S., Scherbak A. G., Composition analysis of thin films formed on beryllium surfaces under pulsed laser action by the method of chemical thermodynamics // International Journal of Advanced Manufacturing Technology. – 2018. – V. 97. – P. 3231–3236

8. Scherbak A. G., Yul metova O. S. Contrast image formation based on thermodynamics approach and surface laser oxidation for optoelectronic read-out system // Optics and laser technology. – 2018. – V. 101. – P. 242–247.

9. Gibbs J. W., Bumstead H. A., Van Name R. G., Longley W. R. The Collected Works of J. Willard Gibbs: In two volumes. – Longmans, Green and Co., 1928.

10. Laidler K. J. The development of the Arrhenius equation // Journal of Chemical Education. – 1984. – N 61 (6). – C. 494.

11. Термические константы веществ. Вып. VII, Т. 2 / Под ред. В. П. Глушко. – М.: АН СССР, ВИНИТИ, 1974. – 343 с.

12. Коган Я. Д., Колачев Б. А., Левинский Ю. В., Назимов О. П., Фишгоит А. В. Константы взаимодействия металлов с газами: Справочное издание. – М.: Металлургия. 1987. – 368 с.

13. Нечаев В. В. Основы прикладной термодинамики. Фазовые равновесия: Учебное пособие. – М.: МИФИ, 2002. – 128 с.

14. Martin Y., Wickra masinghe H. K. Magnetic imaging by "force microscopy" with 1000-A resolution // Appl. Phys. Lett. – 1987. – V. 50(20). – P. 1455–1457.

15. Sader J. E., Larson I., Mulvaney P., White L. R. Method for calibration of atomic force microscope cantilevers // Rev. Sci. Instrum. – 1995. – V. 66. – P. 3789–3498.