сгенерировать QR код
Открытый доступ
Только для подписчиков
Исследование процесса лазерного оксидирования ниобия
https://doi.org/10.22349/1994-6716-2018-94-2-61-69
Аннотация
Представлены результаты исследования состава, структуры и оптических свойств пленок, формируемых на поверхности ниобия в ходе лазерной обработки. Эмпирически определены режимы окисления ниобия при однопроходной и многопроходной лазерной обработке с формированием изображения контрастностью в инфракрасном спектре 0,2 и 0,5 соответственно. Показаны особенности модификации поверхности, связанные с тем, что с увеличением числа проходов лазером происходит насыщение пленки ниобия кислородом с образованием оксида ниобия NbO2. Выявлено, что оксидные пленки ниобия, полученные в ходе однопроходной лазерной обработки, – голубого оттенка и имеют стехиометрию NbO, а полученные при многопроходной обработке, – зеленого оттенка со стехиометрией NbO2.
Об авторе
О. С. Юльметова
АО «Концерн ЦНИИ «Электроприбор»;
НИУ ИТМО
Россия
Россия
канд. техн. наук
197046, Санкт-Петербург, ул. Малая Посадская, 30;
197101, Санкт-Петербург, Кронверкский пр., д. 49
Список литературы
1. Лукьянченко В. В., Малясова М. Г. Металлы в имплантологии. Ортопедия, травматология и протезирование. – 2010. – № 3. – C. 130–132.
2. Montenegro P., Gomes J., Rego R., Borille A. Potential of niobium carbide application as the hard phase in cutting tool substrate // International Journal of Refractory Metals and Hard Materials. – 2018. – V. 70. – P. 116–123.
3. Никишина Е. Е., Дробот Д. В., Лебедева Е. Н.. Ниобий и тантал: состояние мирового рынка, области применения, сырьевые источники // Известия вузов. Цветная металлургия. – 2013. – № 5. – C. 28–34.
4. Veiko V., Odintsova G., Vlasova E., Andreeva Ya., Krivonosov A., Ageev E., Gorbunova E. Laser coloration of titanium films: New development for jewelry and decoration // Optics & Laser Technology. – 2017. – V. 93. – P. 9–13.
5. Gravity Probe B: Final Results of a Space Experiment to Test General Relativity / C. W. F. Everitt, D. B. DeBra, B. W. Parkinson et al. // Phys. Rev. Lett. – 2011. – V. 106, Is. 22. – Art. 221101, URL: https:// doi.org/10.1103/PhysRevLett.106.221101.
6. Balat-Pichelin M., Sans J. L., Escape C., Combes H. Emissivity of Elgiloy and pure niobium at high temperature for the Solar Orbiter mission // Vacuum. – 2017. – V. 142. – P. 87–95.
7. Бабакова Е. В., Химич М. А., Сапрыкин А. А., Ибрагимо в Е. А. Применение селективного лазерного сплавления для получения низкомодульного сплава системы титан – ниобий // Вестник ПНИПУ. Машиностроение, материаловедение. – 2016. – № 1. – С. 117–131.
8. Zhao L., Klopf J. M., Reece Ch. E., Kelley M. J. Laser polishing of niobium for superconducting radio-frequency accelerator applications // Phys. Rev. ST Accel. Beams. – 2014. – V. 17, Is. 8. – Art. 083502.
9. Lee S. J., Park C. J., Lim Y. S., Kwon H. S. Influences of laser surface alloying with niobium on corrosion resistance of Zircaloy-4 / et al. // Journal of Nuclear Materials. – 2003. – V. 321, Is. 2–3. – P. 177–183.
10. Левин С. Л., Машичев В.А., Святый В. В., Степченко М. В., Цветков В. Н., Чесноков П. А., Щербак А. Г. Результаты разработки конструкции и технологии изготовления элементов криогироскопа // Сб. докл. «Материалы XХX конференции памяти Н.Н. Острякова», 2016. – С. 99–106.
11. Юльметова О. С., Щербак А. Г., Белаш А. А., Ландау Б. Е., Филиппов А. Ю. Сравнительная оценка электрофизических и электрохимических способов создания рисунка на роторах электростатических гироскопов // Металлообработка. – 2016. – № 4 (94). – С. 39–45.
12. Diamanti M. V., DelCurto B., Pedeferri M. Interference colors of thin oxide layers on titanium // Color Res. Appl. – 2008. – V. 33. – P. 221–228.
13. Юльметова О. С., Туманова М. А., Щербак А. Г., Юльметова Р. Ф. Анализ свойств модифицированных тонкопленочных структур, формируемых в процессе лазерной обработки поверхности нитрида титана // Вопросы материаловедения. – 2017. – № 2 (90). – С. 83–91.
14. Veiko, V. P., Slobodov, A. A., Odintsova, G. V., Availability of methods of chemical thermodynamics and kinetics for the analysis of chemical transformations on metal surfaces under pulsed laser action // Laser Physics. – 2013. – V. 23, N 6. – Art. 066001.
15. Scherbak A., Yulmetova O. Contrast image formation based on thermodynamic approach and surface laser oxidation process for optoelectronic read-out system // Optics & Laser Technology. – 2018. – N 101. – P. 242–247.
16. Разинкин А. С. Оксидные наноструктуры на поверхности ниобия (110): РФЭС-, РФД- и СТМ-исследование // Автореф. дис. ... канд. хим. наук, Екатеринбург.– 2009.
17. Gibbs J. W., Bumstead H. A., VanName R. G., Longley W. R. // The Collected Works of J. Willard Gibbs: Two volumes. – Longmans, Green and Co., 1928.
18. Rao C. N. R., Rao G. V. S. Transition metal oxides. – Wash., 1974. – P. 92–99.
19. Вейко В. П., Шахно Е. А. Сборник задач по лазерным технологиям. – СПб: ГУ ИТМО, 2007. – 67 с.
20. Jacob, K. T., Shekhar, Ch., Vinay, M. , Waseda, Y., Thermodynamic Properties of Niobium Oxides, J. Chem. Eng. Data, 2010, 55 (11), pp 4854–4863. DOI: 10.1021/je1004609.
Рецензия
Для цитирования:
Юльметова О.С. Исследование процесса лазерного оксидирования ниобия. Вопросы материаловедения. 2018;(2(94)):61-69. https://doi.org/10.22349/1994-6716-2018-94-2-61-69
For citation:
Yulmetova O.S. Investigating oxidation of niobium by laser treatment. Voprosy Materialovedeniya. 2018;(2(94)):61-69. (In Russ.) https://doi.org/10.22349/1994-6716-2018-94-2-61-69
Просмотров:
476
Послать статью по эл. почте 