ЛАЗЕРНОЕ МИКРОСТРУКТУРИРОВАНИЕ ПОВЕРХНОСТИ ИЗДЕЛИЙ ИЗ МЕДИ

Abstract

Лазерное микро-наноструктурирование поверхности позволяет придавать материалам новые физические свойства: уменьшается трение в изделиях (до 70%), происходит поверхностное термоупрочнение, увеличивается износостойкость и улучшаются скоростные характеристики изделий. Поэтому важно математическое прогнозирование характеристик профиля наносимых поверхностно-периодических структур (глубина и размеры лунок) для выбора режимов работы импульсного лазерного комплекса при изготовлении изделий с конкретной оптимальной микроструктурированной поверхностью. В статье рассмотрено использование закона Бугера-Ламберта-Бера для расчета геометрии профиля поверхностной микроструктуры, нанесенной одиночными лазерными импульсами на лабораторный образец из меди. В опубликованных материалах по теме микрострукттурирования поверхности импульсными лазерами приведены пороговые значения интенсивности лазерного излучения при которых происходит испарение материала лабораторного образца. Закон Бугера-Ламберта-Бера описывает ослабление интенсивности лазерного излучения при распространении его в поглощающей среде. Для обеспечения точности расчетов было произведено измерение средней мощности лазерного излучения и коэффициента отражения медного образца. На основании экспериментальных данных было получено значение показателя поглощения меди. Для проверки корректности расчетов на лабораторные образцы из меди лазером было нанесено два варианта микроструктуры. Сравнение результатов расчета геометрии профиля микроструктуры и результатов эксперимента показало наличие сходимости. Представленная методика может быть использована для прогнозирования профиля поверхностных микроструктур и для других материалов.