Динамика процессов при воздействии лазерного излучения на металлический образец, расположенный в воде

   Экспериментально исследовано формирование парогазового образования у поверхности металла, находящегося в жидкости, при воздействии излучения лазера ГОР-100М, работающего в режиме свободной генерации (длительность импульса 1.2 мс, плотность потока ~106 Вт/см²). Изучены особенности изменения формы и размера приповерхностного образования на разных стадиях процесса, в том числе после завершения лазерной обработки материала. По предложенной методике проведены расчеты температуры и давления внутри парогазовой смеси. Установлено, что существенное отличие формы поверхности кратера, сформировавшегося в результате воздействия лазерного импульса с одинаковыми параметрами на одинаковые образцы, окруженные воздухом и водой, определяется принципиально различным характером течения плазмы и парогазовой смеси в указанных случаях. Показано, что при воздействии лазерных импульсов миллисекундной длительности на металлические образцы, расположенные в воде, возможно получение наночастиц и наноструктур.

1. Г. Г. Гладуш, А. Ф. Глова, С. В. Дробязко. Квант. электрон., 36, № 11 (2006) 1080—1082

2. Т. Т. Басиев, А. В. Гаврилов, В. В. Осико, С. Н. Сметанин, А. В. Федин. Квант. электрон., 37, № 1 (2007) 99—102

3. В. В. Кононенко, Т. В. Кононенко, С. М. Пименов, М. Н. Синявский, В. И. Конов, Ф. Даусингер. Квант. электрон., 35, № 3 (2005) 252—256

4. В. П. Вейко, К. К. Киеу. Квант. электрон., 37, № 1 (2007) 92—98

5. А. М. Прохоров, В. И. Конов. Взаимодействие лазерного излучения с металлами, Москва, Наука (1982) 25—250

6. С. И. Анисимов, Я. А. Имас, Г. С. Романов, Ю. В. Ходыко. Действие излучений большой мощности на металлы, Москва, Наука (1970) 18—112

7. А. А. Веденов, Г. Г. Гладуш. Физические процессы при лазерной обработке металлов, Москва, Энергоатомиздат (1985) 10—80

8. А. М. Прохоров, В. И. Конов, И. Урсу, И. Н. Михалеску. Взаимодействие лазерного излучения с металлами, Москва, Наука (1982) 30—160

9. Дж. Рэди. Промышленное применение лазеров, Москва, Мир (1981) 25—100

10. Р. В. Арутюнян, В. Ю. Баранов, Л. А. Большов, Д. Д. Малюта, А. Ю. Себрант. Воздействие лазерного излучения на материалы, Москва, Наука (1989) 50—180

11. T. Hoult. Industrial Laser Solutions (2015) 23—26

12. G. W. Yang. Progress Mater. Sci., 52, N 4 (2007) 648—698

13. N. G. Semaltianos. Critic. Rev. Solid State Mater. Sci., 35, N 4 (2010) 105—124

14. B. N. Chichkov, C. Momma, S. Nolte, F. von Alvensleben, A. Tünnermann. Appl. Phys. A, 63 (1996) 109—115

15. A. V. Kabashin. Laser Phys., 19, N 5 (2009) 1136—1141

16. D. Bauerle. Appl. Phys. A, 101 (2010) 447—459

17. S. Barcikowski, F. Devesa, K. Moldenhauer. J. Nanoparticle Res., 11 (2009) 1883—1893

18. П. А. Иващенко, Ю. А. Калинин, Б. И. Морозов. Измерение параметров лазеров, Москва, Изд-во стандартов (1982)

19. Н. А. Босак, С. В. Васильев, А. Ю. Иванов, Л. Я. Минько, В. И. Недолугов, А. Н. Чумаков. Квант. электрон., 27, № 1 (1999) 69—72

20. A. Butsen, V. Burakov, V. Kiris, N. Tarasenko. Contr. Papers “Plasma Physics and Plasma Technology”, 17—21 September 2012, Minsk, Kovcheg (2012) 220—223

21. Л. Д. Ландау, Е. М. Лифшиц. Теоретическая физика, Москва, Наука (1986)

22. Д. А. Лабунцов. Физические основы энергетики. Избранные труды по теплообмену, гидродинамике, термодинамике, Москва, МЭИ (2000)

23. Н. Б. Варгафтик. Справочник по теплофизическим свойствам газов и жидкостей, Москва, Наука (1972) 45—47

24. База данных по теплофизическим свойствам жидкометаллических теплоносителей перспективных ядерных реакторов, https://gsssd-rosatom.mephi.ru/DB-tp-01/Cs.php

25. L. Berthe, A. Sollier, P. Peyre, R. Fabbro, E. Bartnicki. J. Phys. D: Appl. Phys., 33, N 17 (2000) 2142—2145

26. P. Peyre, L. Berthe, R. Fabbro, A. Sollier. J. Phys. D: Appl. Phys., 33, N 5 (2000) 498—504