Особенности повреждения поверхности ванадия при воздействии импульсного лазерного излучения

Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования. 2020. № 5. С. 56–62.

Боровицкая И. В., Коршунов С. Н., Мансурова А. Н., Михайлова А. Б., Парамонова В. В., Бондаренко Г. Г., Гайдар А. И., Казилин Е. Е.

Исследованы особенности повреждения поверхностного слоя ванадия под действием импульсного лазерного излучения. Лазерное облучение образцов проводили на воздухе с использованием установки ГОС 1001 в режиме модулированной добротности с плотностью мощности потока q = 1.2 × 108 Вт/см2, длительностью импульса τ0 = 50 нс, число импульсов N = 1–6. Обнаружено, что типичными повреждениями поверхности под воздействием лазерного излучения являются плавление материала, образование сетки микротрещин, формирование волнообразного рельефа и капельных структур. Центральная зона характеризуется наибольшей степенью повреждения, где наряду с особенностями изменения топографии поверхности встречаются также отдельные капли металла, которые кристаллизуются подобно спирали. Зона термического воздействия, прилегающая к центральной зоне облучения, повреждается значительно слабее. Деградация поверхности усиливается с увеличением числа лазерных импульсов. В результате лазерной обработки наряду с изменением топографии поверхности также изменяются дифрактограммы образцов: исчезает текстура, появляются линии оксида ванадия, уширяются рентгеновские пики, увеличивается период решетки (3.022(2) Å до облучения, 3.027(3) Å после облучения). Установлено, что предварительное облучение образцов ионами аргона (доза 1022 м–2, Е = 20 кэВ) практически не влияет на характер повреждения поверхности в центральной зоне после лазерной обработки, тогда как в прилегающей зоне термического влияния наблюдается откол локальных участков поверхности.

Ключевые слова: структура, structure, vanadium, ванадий, pulse laser irradiaion, импульсное лазерное излучение