Особенности образования наноструктур на одно-, двух- и трехкарбидных твердых сплавах при действии лазерного излучения - Костюк, Геннадий Игоревич; Бруяка, Ольга Олеговна; Воляк, Елена Александровна (НТУ "ХПИ", 2016)
Рассмотрены возможности получения наноструктур на одно-, двух- и трехкарбидных сплавов при действии фемто- и пикосекундного лазеров. Определены зависимости максимальной температуры, скорости её роста и температурных напряжений от плотности теплового потока (10¹²...10¹⁶ Вт/м²) и при времени его действия от 10⁻¹⁶ до 10⁻¹² с. Показано, что большие температуры, скорости нарастания температур и температурные напряжения реализуются для трехкарбидного твердого сплава ТТ20К9, наименьшие – для однокарбидного твердого сплава ВК4. Анализ скоростей роста показывает, что для всех исследованных режимов она превышает необходимую для образования наноструктур – 10⁷ К/с. Максимальные температурные напряжения для ряда режимов превышают 10¹⁰ Па, что позволяет получать непосредственно наноструктуры вследствие действия температурных напряжений, а для широкого круга режимов они существенно ускоряют процесс образования наноструктур. Полученные значения объёма зерна и глубины его залегания позволили найти технологические режимы для получения наноструктур. Представленные зависимости объёма наноструктур от технологических параметров (плотности теплового потока и времени его действия) позволяют проводить экспресс-оценку технологических параметров получения наноструктур.

Discusses the possibility of producing nanostructures of one-, two- and three carbide hard alloys under the action of femtosecond and picosecond lasers. The dependence of the maximum temperature, the speed of its growth and thermal stresses of the heat flux density (10¹²...10¹⁶ W/m²), and at times his actions from 10⁻¹⁶ до 10⁻¹² s. It is shown that high temperatures, the rate of rise of temperature and thermal stresses are realized for three carbide WC71TiC20Co9, the least – for one carbide WC96+Co9. Analysis of growth rates shows that for all she studied modes higher than necessary for the formation of nanostructures – 10⁷ K/s. The maximum thermal stress for a number of modes higher than 10¹⁰ Pa, which allows to obtain the nanostructure is directly due to the effect of thermal stresses, and a wide range of modes they significantly accelerate the process of formation of nanostructures. The values obtained for the grain size and the depth of their occurrence it possible to find technological modes for nanostructures. Presented according to the volume of nanostructures on the technological parameters of the heat flux density and time of action allow for a rapid assessment of the technological parameters of obtaining nanostructures.
Keywords: наноструктуры; фемтосекундные лазеры; пикосекундные лазеры; время действия; плотность теплового потока; nanostructures; femtosecond lasers; picosecond lasers; heat flux; hard alloy single; while the laser action; double carbide; three carbide