Диплом, курсовая, контрольная работа
Помощь в написании студенческих работ

Разработка технологии получения воспроизводимых многоцветных изображений на металлических поверхностях с использованием лазеров

Диссертация: Разработка технологии получения воспроизводимых многоцветных изображений на металлических поверхностях с использованием лазеров
ДиссертацияПомощь в написанииУзнать стоимостьмоей работы

В настоящее время известно, что — цветовосприятие представление человека о видимой части спектра электромагнитного излучения. Свет воспринимается фоторецепторами, расположенными в задней части зрачка. Эти рецепторы преобразуют энергию электромагнитного излучения в электрические сигналы. Рецепторы сконцентрированы большей частью в ограниченной области сетчатки или ретины, которая называется ямкой… Читать ещё >

Содержание

  • 1. Анализ современного состояния условий формирования оксидных структур
    • 1. 1. Окисление металлов под влиянием термического воздействия
    • 1. 2. Термодинамические условия образования оксидов металлов
    • 1. 3. Структура, состав и свойства оксидов металлов
    • 1. 4. Исследования окисленной поверхности металлов
    • 1. 5. Особенности лазерного нагрева металлической поверхности
    • 1. 6. Теоретические основы лазерного окисления металлов
    • 1. 7. Структура материала в области лазерного воздействия
  • 2. Оборудование, материалы и методика предварительных исследований
    • 2. 1. Оборудование
    • 2. 2. Выбор материалов для исследований
      • 2. 2. 1. Оценка термодинамической возможности самопроизвольного протекания окислительных реакций компонентов сплавов
      • 2. 2. 2. Характеристика материалов
    • 2. 3. Методика проведения эксперимента
    • 2. 4. Анализ воздействия лазерных импульсов на металлическую поверхность при различных технологических режимах
  • 3. Разработка методики формирования-многоцветного изображения под воздействием лазерного излучения на различных материалах
    • 3. 1. Обоснование выбора теплофизических характеристик для создания физико-математической модели техпроцесса формирования цветового изображения на металлической поверхности при ее лазерном облучении
    • 3. 2. Разработка рабочей модели взаимосвязи технологических параметров лазерной установки и теплофизических свойств металла с цветовыми характеристиками формируемых структур
    • 3. 3. Анализ условий прочности сцепления системы оксид-металл
  • 4. Исследования поверхностных структурных и цветовых характеристик формируемых оксидных систем на поверхности металлов под воздействием импульсов лазерного излучения
    • 4. 1. Исследование микроструктур, химического и фазового составов сформированных оксидных структур
    • 4. 2. Исследование химических свойств, геометрических параметров и конфигурации оксидных структур с определенными цветовыми характеристиками
  • 5. Апробирование лазеров различной конфигурации и мощности для формирования многоцветных изображений на поверхности металлов
  • 6. Примеры реализации результатов исследований
  • Выводы

Разработка технологии получения воспроизводимых многоцветных изображений на металлических поверхностях с использованием лазеров (реферат, курсовая, диплом, контрольная)

Оксидные пленки на поверхности металлических изделий — явление широко известное. В сухой атмосфере многие металлы имеют на поверхности слой прозрачной-оксидной пленки, которая самопроизвольно обновляется после механического воздействия. Эта естественно образованная оксидная пленка покрывает всю открытую поверхность металлического изделия и имеет некоторую химическую стойкость.

Защитный эффект естественной оксидной пленки можно многократно увеличить, если сформировать на поверхности металла искусственный оксидный слой. Таким образом, можно получить не только прозрачные защитные покрытия, но и широкий диапазон декоративных оттенков за счет эффекта интерференции оксидной пленки.

Оксиды некоторых металлов представляют собой один из наиболее интересных классов веществ с разнообразными и перспективными для практического применения свойствами. В соединениях с кислородом они образуют сложные системы фаз с переменной валентностью, обладающие широким спектром различных физико-химических свойств и специфическими оптическими свойствами. В. частности, многие оксиды" металлов обладают различными колориметрическими характеристиками. Это явление основано на том, что, по мере последовательного наращивания оксидной пленки она принимает в спектральной шкале видимого диапазона так называемые «цвета тонких пленок».

Лазерная обработка металлической поверхности наносекундными импульсами умеренной интенсивности может приводить ю условиям, необходимым и достаточным для образования стабильных оксидных слоев с определенными колориметрическими свойствами на поверхности металла.

В этой связи, одним из важнейших направлений исследований процесса формирования и наращивания цветных оксидных структур, является изучение кинетики их образования и роста, а также изменения их свойств под воздействием высокоэнергетичных потоков когерентного оптического (лазерного) излучения. Предыдущие исследования процессов, проходящих на поверхности металла под воздействием лазерного излучения-. показали, что при различных, видах облучения возможны сложные динамические процессы в системе окисная пленка-подложка1 (металл): На поверхности металлических изделий, находящейсявкон-такте с химически активным тазом (воздухом)-, в процессе лазерного * облучения могут происходить термохимические: превращения, которыене связаны с: монохроматичностью излучения. т. е. обусловлены лазерным нагревом.

Несмотря" назначительное количество^ проведенныхдругими авторами исследованию в области лазерных технологий, практическиотсутствуют четко сформулированные и научно обоснованные представления и технические рекомендации-. позволяющие управлять процессом формирования инаращивания поверхностных структур: с требуемыми колориметрическими- (цветовыми) характеристиками.

Получаемые: отдельнымишсследователями’цветные изображения под воздействием лазерного? излученияна металлических поверхностяхне подкреплены системных научным обоснованием механизма формирования и выбора технологических параметров, обработки, а потому являются? невоспроизводимыми, а процесс — неуправляемым. Цель и задачи исследований.

Целью диссертационной работы" являетсявыявление механизма? формирования многоцветногоизображенияна металлической поверхности^ под воздействием5 лазерного? излучениянаучное обоснование выбора— параметров технологическогопроцессалазернойобработкиразработкатехнологии, получения—воспроизводимых многоцветных изображений на металлической поверхности. Достижение цели предполагает решение следующихвзаимосвязанных задач: 1. Проведение, сравнительного анализа современных методик и способов получения цветообразующих структур, в том числе, оксидных, на металлической поверхности.

2. Установление взаимосвязи технологических параметров лазерной установки, тепло-физических свойств материала, параметров изображения и цветовых характеристик формируемой структуры.

3. Разработка технологии формирования многоцветного изображения на металлической поверхности под воздействием лазерного излучения с заданными цветовыми свойствами.

4. Разработка рекомендаций по применению технологии формирования многоцветного изображения и формирование базы данных технологических режимов обработки для декорирования металлических изделий.

Методы исследования.

В качестве методологической базы использовался системный подход, предполагающий комплексность исследований во взаимосвязи друг с другом. Экспериментальные исследования проводились с использованием физико-химических и физико-механических методов (рентгеноструктурного качественного анализа, рент-геноспектрального микроанализа, цифрового оптического микроанализа и др.).

Обработка результатов проводилась с применением методов математической статистики на ЭВМ и с использованием стандартных программ. Научная новизна работы заключается в следующем:

1. Впервые разработан способ формирования многоцветных изображений под воздействием лазерного излучения с учетом тепло-физических характеристик обрабатываемого материала.

2. Впервые проведен теоретический анализ условий формирования цветных оксидных структур на поверхности металла в результате воздействия импульсного лазерного излучения.

3. Разработана математическая модель, позволяющая рассчитывать технологические режимы для формирования возможной цветовой палитры для данного металлического материала и получать изображения.

4. Установлено, что температурный диапазон формирования цветооб-разующей оксидной структуры под воздействием лазерного излучения определяется из условий обеспечения фазовых превращений в основном металле и формируемых оксидах.

5. Разработаны рекомендациипо расчету режимов формирования оксидных структур с заданными цветовыми характеристиками для лазерных установок с длиной волны 1,064 мкм, с различной длительностью импульса. Практическая значимость работы.

1. Предложенная технология позволяет:

— формировать на поверхности металлических изделий изображения" с заданными цветовыми характеристиками;

— проводить сравнительную оценку технологичности процесса формирования цветных изображений лазерно-термическим способом на различном лазерном оборудовании;

— рассчитывать технологические режимы лазерной* установки* для формирования, на металлической поверхности многоцветных изображений с учетом теплофизических свойств обрабатываемого материала;

2. Разработаны рекомендации применения технологии для лазерных комплексов на базе твердотельных лазеров с длиной волны Л, 064 мкм как и непрерывных, так и импульсных, с различной длительностыо импульса.

3. Полученные результаты могут найти применение в различных отраслях промышленности и декоративно-прикладного искусства для изменения поверхностных цветовых свойств металлических материалов.

Достоверность результатов и обоснованность основных положений и выводов диссертационной работы обеспечивается тщательной обработкой и. обобщением большого объема экспериментальных данных по изучаемой проблеме. Реализация работы,.

Диссертационное исследование выполнялось в рамках прикладных госбюджетных НИР кафедры Материаловедения и технологии материалов и покрытий ГОУВПО «СЗТУ» в рамках инновационного проекта «Решение проблемы получения полноцветного изображения термоимпульсным воздёйствием на поверхности металлических изделий»: Проект №• 2.1.2/4150 «Исследование влияния лазерного излучения различной генерации на формирование в поверхностных слоях металла кластерных нанои микроструктур оксидов металлов с различными цветовыми характеристиками» аналитической ведомственной целевой программы «Развитие научного потенциала высшей школы' (2009;2010 годы)», проект: «Формирование микрои нанокластерных оксидных систем с заданными цветовыми характеристиками с целью получения полицветного изображения полиграфического качества на металлической поверхности под воздействием импульсного лазерного излучения» государственного контракта № П583 от 05.08. 2009 г. федеральной целевой программы «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009;2013 годы" и договоре о выполнении НИР на 2009;2011г.г. с ФГУП ЦНИИ КМ «Прометей» в рамках Государственного контракта от 15.06.2009 г. № 02.740.11.0140.

Результаты работы используются в учебном процессе ГОУВПО СЗТУ: ,.

— по специальности 261 001.65 — Технология художественной обработки материалов при проведении лабораторных работ по дисциплине «Технология декоративных покрытий». Подготовлено пособие к лабораторным работам к опубликованию в составе учебно-методического комплекса (УМК);

— по специальности 150 501.65 — Материаловедение в машиностроении при1 проведении практических занятий по дисциплине «Основы научных исследований». В учебный план 4-го курса введена новая дисциплина по выбору «Обработка материалов лазерным излучением».

Апробация работы.

Основные положения и результаты диссертации докладывались, обсуждались и получили положительную оценку на следующих семинарах и конференциях: Всероссийской научно-практической конференции «Актуальные проблемы управления техническими, информационными, социально-экономическими и транспортными системами», СПб, 2007 г.- Третьей международной конференции «Деформация и разрушение материалов и наноматери-лов», Москва, 2009 г.- Международной выставке-конгрессе Высокие технологии. Инновации. Инвестиции (Санкт-Петербург, 11−14 марта 2008 г., 22−25 сентября 2008 г. 10−13 марта 2009 г., 10−12 марта, 2010 г.) — Всемирной универсальной выставке IV Цивилизационного форума «Перспективы развития и стратегии партнерства цивилизаций», международном конкурсе инновационных проектов (Шанхай, 12−14 ноября 2010).

Работа была поддержана грантом Федерального агентства по образованию в рамках федеральной целевой программы «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009;2013 годы".

АНАЛИЗ СОВРЕМЕННОГО СОСТОЯНИЯУСЛОВИЙ ФОРМИРОВАНИЯ ОКСИДНЫХ СТРУКТУР.

С помощью зрения мы получаем: большинство информации об окружающем: мире. Проблема зрительного восприятия, и восприятия цвета в частности, уже в течение, многих веков является предметом исследований многих ученых.

Ещё Демокрит (460 — 370 гг. до н.э.) объяснял зрительное ощущение воздействием попадающих в глаз атомовкоторые испускает светящееся тело. Вероятно, первое описание строения? человеческого глаза дано в работах Галена.

130 — 200 гг.). Хотя это описание очень несовершенно, но в нем уже упомина ется зрительный нерв, сетчатка, хрусталик.

Примерно через девять столетийарабский ученый Альхазен (XI в.) первым попыталсяосмыслитьмеханизмформирования. зрительного^ образа. До Альхазена считали, что зрительный образ возникает каким-то образом сразу, целиком, как некий единый, не расчлененный, на части процесс. Альхазен высказал догадку: каждой точке на: видимой: поверхности объекта, должна соответствовать, свояточка внутри глаза, и, следовательно— процесс формированияобъекта в глазу складывается из/множества.элементарных процессов формирования! отдельных точек объекта. ,.

Позже великий итальянский худолсник: и естествоиспытатель-Леонардо да Винчи (1452 — 1519 гг.) «перенес» точки восприятия с поверхности хрусталика на. сетчатку. Более тогоподробно описывая камеру-обскуру (простейшего вида фотокамеры, или фотоаппарата), он прямо * указал, что «то же самое происходит и внутри глаза». Леонардо да Винчи полагал, что хрусталик имеет форму шара* и находится в середине глазного яблока. Ученый считал, что в отличие от камеры-обскурына: сетчатке глаза должно получаться не перевернутое, а, прямое изображение. Шаровидный хрусталик внутри глаза, по его мнению, и служил для повторного оборачивания изображения.

Мысль о том, что формируемое на сетчатке глаза изображение является перевернутым,. была впервые высказана И. Кеплером в начале XVII в. Кеплер понял также, что хрусталик необходим для аккомодации глаза. Однако он считал, что аккомодация осуществляется путем изменения расстояния между хрусталиком и сетчаткой.

Лишь в начале XIX в. Т. Юнг доказал, что механизм аккомодации состоит в изменении кривизны поверхностей хрусталика, то есть его рефракции. Также существенный вклад в физиологическую оптику внес И. Ньютон (XVII в.), заложивший основу для современных работ по цветовому зрению.

В настоящее время известно, что — цветовосприятие представление человека о видимой части спектра электромагнитного излучения [1]. Свет воспринимается фоторецепторами, расположенными в задней части зрачка. Эти рецепторы преобразуют энергию электромагнитного излучения в электрические сигналы. Рецепторы сконцентрированы большей частью в ограниченной области сетчатки или ретины, которая называется ямкой (рисунок 1.1). Эта часть сетчатки способна воспринимать детали и гораздо лучше, чем остальная ее часть. С помощью глазных мускул ямка смещается так, чтобы воспринимать разные участки окружающей среды. Обзорное поле, в котором хорошо различаются детали и ограничено приблизительно 2-мя градусами.

Ганглиозная клетка.

Рисунок 1.1- Схема строения глаза.

Существует два типа рецепторов: палочки и колбочки. Палочки активны только при крайне низкой освещенности (ночное зрение) и не имеют практического значения при восприятииони более сконцентрированы по периферии обзорного поля. Колбочки ответственны за восприятие цвета и они сконцентрированы в ямке. Существует три типа колбочек, которые воспринимают длинные, средние и короткие длины волн светового излучения.

Каждый тип колбочек обладает собственной спектральной чувствительностью. Приблизительно считается, что первый тип воспринимает световые волны с длиной от 400 до 500 нм (условно «синюю» составляющую, второй — от 500 до 600 нм (условно «зеленую» составляющую) и третий — от 600 до 700 нм (условно «красную» составляющую). Цвет ощущается в зависимости от того, волны какой длины и интенсивности присутствуют в свете (рисунок 1.2).

Улырафнолеювые волны л.

3 § о? л 5 г- >2 10 X ?= «вы^ | 1 I ё I 3? й * о и X о т 5 3.

§ о и оо и 5.

О X о № X 3 >3.

Рентгеновские4) 0.005.

0,38 0,43 0,47 0,49 0,56 0,6 0,64.

Видимое н 1 лучение.

0,77.

Й (^Радиоволны).

400 5×108.

С Инфракрасные" «» -^ волны—'.

Рисунок 1.2 — восприятие цвета в зависимости от длины волны Глаз наиболее чувствителен к зеленым лучам, наименее — к синим. Экспериментально установлено, что среди излучений равной мощности наибольшее световое ощущение вызывает монохроматическое желто-зеленое излучение с длиной волны 555 нм.

Ощущение цвета зависит от комплекса физиологических, психологических и культурно — социальных факторов. Первоначально исследования восприятия цвета проводились в рамках цветоведения, позже к проблеме подключились этнографы, социологи и психологи [2].

Единой теории цвета не существует. Однако можно подметить некоторые закономерности, связывающие окраску со строением молекул. Цвет связан с подвижностью электронов в молекуле вещества и с возможностью перехода электронов при поглощении энергии кванта света на еще свободные уровни [3−7].

Существуют различия принципиального характера между механизмами возникновения цвета у металлов, неорганических соединений и в органических молекулах. Хотя во всех случаях цвет возникает в результате взаимодействия квантов света с электронами в молекулах вещества, но так как состояние электронов в металлах и неметаллах, органических и неорганических соединениях различно, то и механизм-появления цвета неодинаков: Цвет большинства неорганических веществ обусловлен электронными переходамии соответственно переносом заряда от атома одного элемента к атому другого. Основную, решающую роль играет в этом случае валентное состояние элемента, его внешняя электронная оболочка. '.

Цвет металлов зависит от того, волны какой длины они отражают. Из спектров, приведенных на рисунке 1.3, видно, что белый блесксеребра обусловлен равномерным отражением почти всего набора видимых лучей-. Золото красновато-желтое потому, что им отражается почти полностью длинноволновая часть видимого света и поглощаются голубые, синие и фиолетовые лучи. А вот тантал шсвинец лучше отражают длинноволновые лучи, поэтому они кажутся синеватыми. К серебристо-белому цвету висмута и кобальтапримешивается розовыйоттенок из-за разности: в поглощении коротких и длинных лучейкак можно видеть из рисунка, отражение постепенно уменьшается от*длинных волн к коротким.

100 к х о. лX.

0) п • 0.

700 ' 600 500 400 Длина волны отраженного света, нм.

Рисунок 1.3 — Спектры отражения металлов .

Большинство неорганических веществ, обладающих цветом, так или иначе связано с ионами металлова сами металлы представляют один из типов простых веществ, имеющих цвет, следовательно, логично рассмотреть зависимость цвета металлаот его структуры'[3,8]:

В периодической системе, начиная, со II периода, металлы расположены во всех группах с первой по восьмую. Одной из особенностей является наличие окрашенных соединений у всех переходных металлов. Зависимость окраски от наличия свободных ¿-/-орбиталей на предвнешнем уровне атомов металла можно объяснить следующим образом. Как известно, в ¿-/-подуровне имеется пять ор-биталей. На каждой из этих пяти орбиталей может находиться в соответствии с принципом Паули по два электрона. Причем если у атома (или иона) имеются пять или меньше электронов на ¿-/-подуровне, то каждый из них стремиться занять отдельную > орбиталь. В. этом случае их энергия наименьшая из всех возможных. Если электронов' становится' больше пяти, то происходит спаривание, сопровождающееся переходами электронов. Энергия таких переходов электронов соответствует энергиям квантов видимого света. Поглощение таких кван.

21 2+ 2+ тов из солнечного белого света и определяет цвет Си, Ре, Ре, Со, Ш, Сг3+, Мп3+, МпА+, Мп6+, Мп7+ других окрашенных ионов переходных элементов.

Цвет может появиться* лишь в том случае, если катион с подуровнями, заполненными! электронами, связан с анионом, способным к значительной поляризации. Ионы металла имеют примерно тот же цвет, который присущ им в.

24* водном растворе: Си — голубой, Сг — зеленый и т. п. Существуют многочисленные анионы, способные придавать окраску ионам, особенно если это ионы о металлов побочных подгрупп. Так, например, желтый анион СгО ' влияет таким образом, на бесцветный катион серебра А^, что в результате реакции образу етсякрасный осадок хромата серебра.:

2 Л/ + СгО~ -> АёгСЮА о, 1.

В подобной же реакции бесцветный ион-ртути образует оранжевое соединениеСгО4. Однако, ион свинца — металла главной подгруппы IV груп.

О ' пы, соединяясь с СгО4″ ', так и оставляет желтым цвет хромата свинца РЪСгО.

Оксиды некоторых металлов представляют собой один из наиболее интересных классов веществ с разнообразными цветовыми характеристиками. В соединениях с кислородом они образуют сложные системы фаз с переменной валентностью, обладающие широким спектром различных физико-химических свойств и специфическими оптическими свойствами. Как было указано, многие оксиды металлов обладают различными колориметрическими характеристиками.

Это явление объясняется, как собственным цветом оксидов, так и эффектом интерференции при образовании полупрозрачной оксидной пленки.

9. Результаты работы используются в учебном процессе по специальности 261 001.65 — Технология художественной обработки материалов при проведении лабораторных работ по дисциплине «Технология декоративных покрытий».

10. Получен патент № 2 357 844'"Способ получения цветного изображения на металлических поверхностях" — авторы Афонькин М. Г., Звягин В! Б., Ларионова Е. В., Пряхин Е. И.- заявитель и патентообладатель Государственное образовательное учреждение высшего профессиональногообразования Северозападный государственный заочный технический университет (СЗТУ)< -№ 2 007 129 546/02 — заявл. 01.08.2007 — опубл. 10.02.2009, Бюл. № 16.

9 С использованием микроструктурного анализа образцов показано, что цветные образования, полученные на поверхности образцов, в соответствие с имеющимися представлениями, должны соответствовать многослойным оксидным пленкам различной толщины и состава.

10. Определена область эффективной мощности излучения-в зависимости ч * от частоты следования импульсов, что позволило установить диапазон технологических режимов, где возможно формирование цветных оксидных структур с учетом теплофизических свойств. Установлена возможность селективного воздействия, на компоненты сплава.

11. Установлено, что технологические режимы лазерных комплексов для формирования цветных структур на’поверхности металла-должны определяться в первую"очередь из. условия обеспечения фазовых превращений, происходящих в основном металле и формируемых оксидах.

12. Установлено, что обеспечение требуемых температурных условий определяется не только прикладываемой мощностью лазерного излучения, но и взаимосвязью^ расстоянием смещения лазерного луча по поверхности обрабатываемого материала, что в свою очередь определяет скорость перемещения луча лазера, а, следовательно, и производительность при формировании цветных изображений.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

.

В. представленной работе был проведен теоретический анализ условий формирования оксидных структур на-поверхности металла в. результате воздействия’импульсного лазерного излучения.

Показано, что системы оксидных структур образуются в результате воздействия лазерного импульса в предварительно активированной^ области воздействия предыдущего импульса. Цветовые характеристики формируемой оксидной структуры определяются мощностью излучениями" величиной смещения зоны воздействия* последующего импульса, зависящей от скорости перемещения лазерного луча и частоты следования импульсов.

Получены аналитические зависимости, позволяющие определить эффективный диапазон' мощности' лазерной установки исходя из теплофизических свойств обрабатываемого материала и заданных колориметрических характеристик формируемой оксидной структуры.

Опытная апробация показала достаточно* хорошую сходимость, т. е. использование режимов из рассчитанных диапазонов для формирования* тестовых таблиц дало «возможность получить образцы с широкой-цветовой* палитрой) для дальнейшего анализа.

Отсутствие данных о влиянии импульсного лазерного нагрева на изменение колориметрических свойств, поверхности материалов вызвало необходимость в качестве научного подхода воспользоваться известными данными о взаимосвязи цвета и толщины оксидной пленки, формируемой*на поверхности материала в результате стационарного термического воздействия.

Результаты проведенных исследований показали необходимость переосмысления механизма образования цветных структур на поверхности металла в результате воздействия лазерного излучения. Показано, что получение цветных образований на поверхности металла, в классическом* их понимании, как наращивание прозрачных пленок толщиной, необходимой для получения того или иного цвета, при лазерном импульсном воздействии невозможно.

Сравнение экспериментальных данных по фазовому составу оксидов, полученных при различных режимах обработки лазерным излучением, с известными литературными' данными для стационарного нагрева стали, показывает существенные различия в закономерностях формирования-структуры и фазового состава оксидов* металла.

Как показывают исследования, температурные условия, создаваемые в зоне воздействия лазерногоизлучения, оказываются достаточными для образования оксидов не только железа, но и других элементов, входящих в состав стали, а также позволяют прогнозировать геометрические и адгезионные свойства формируемых структур.

Полученная теоретическая модель была разработана на основе технологических параметров ПЛМК Дмарк-06 на основе импульсного Кс1: УАО-лазера с длиной волны 1,064'мкм и теплофизических данных определенных материалов. Модель позволяет рассчитывать, технологические режимы для формирования возможной цветовой палитры для данного металлического материала и получать изображения. Тем не менее, полученная модель является адаптируемой под более широкий круг задачей позволяет производить:

1) оценку возможности получения цветных оксидных структур на заданном-материале;

2) оценку возможности использования, современного лазерного оборудования с различными технологическими характеристиками с целью формирования цветного изображения на металлической поверхности;

3) сравнительную оценку технологичности процесса формирования оксидных структур лазерно-термическим способом на различном лазерном оборудовании;

4) расчет режимов формирования оксидных структур с заданными цветовыми характеристиками для лазерных установок с длиной волны 1,064 мкм как и непрерывных, так и импульсных, с различной длительностью импульса.

Таким образом, полученные результаты могут найти применение в различных ч отраслях промышленности и декоративно-прикладного искусства для изменения поверхностных цветовых свойств металлических материалов.

Показать весь текст

Список литературы

  1. , Дж., Физиология человека. Т. 2. / Дж. Дудел, М. Циммерман, Р. Шмидт, О. Грюссер и др. Пер. с англ. М.: Мир, 1985. — 240 с.
  2. , В.В. Эстетика: Учебник. / В. В. Бычков. М.: Гардарики, 2004. — 556 с
  3. Справочник химика Текст.: в 6-ти т. / ред. Б. П. Никольский. 2-е изд., испр. и доп. — М: Химия, 1964 — 1968 ^
  4. , P.A. Химические свойства неорганических веществ / P.A. Лидин, В. А. Молочко, Л. Л. Андреева. М.: Химия, 1996: — 480 с.
  5. P.A. Константы неорганических веществ: справочник / P.A. Лидин, Л. Л. Андреева, В.А.Молочко- под ред. P.A. Лидина. 2-е изд., перераб. и доп. — М.: Дрофа, 2006.-685 с.
  6. , Ф., Капельный анализ неорганических веществ. / Ф. Файгль, В. Ангер -М.: Мир, 1976, тт. I, 2. С. 390.
  7. , А. П. Основы аналитической химии: В 3 т. / А. П. Крешков М.: Химия- 1976.
  8. Ф. Тодт Коррозия и защита от коррозии: Коррозия металлов’в промышленности. / Перевод с- немецкого Л. И. Акинфиева, А. Е. Егорова, Н. О. Оберштетера, Е. Г. Цвентарного // Под ред. H.H. Милютина. — Л.: Издательство «Химия» Ленинградское отделение, 1967.
  9. , С .Я. Электролитические и химические покрытия, теория и практика / С. Я. Грилихес, К. И: Тихонов. Л.: Химия, 1990. — 288 с.
  10. Эванс, Ю.Р.' Коррозия и защита металлов. / Ю. Р. Эванс М.: Металлургиздат, 1941.-719 с.
  11. Н.В. Технология производства новгородских ювелиров X—XV вв.. // Материалы и исследования по археологии СССР, № 177. Новые методы в археологии. -М., 1963.-С. 264.
  12. Постникова-Лосева, М. М. Русское ювелирное искусство, его центры и мастера XVI—XIX вв. / М.М. Постникова-Лосева М., 1974. — С. 58.
  13. М.Д. Стеклянные браслеты древнего Новгорода // Новые методы в археологии. Тр. Новгородской археологической экспедиции. Т. III. МИА № 117. М., 1963. С.171
  14. Постникова-Лосева М.М., Мишуков Ф. Я. Изделия из драгоценных металлов // Русское декоративное искусство. М., 1962. Т. 1. С. 348.
  15. Мишуков, Ф. Я Техника декоративной обработки металла./ Ф. Я. Мишуков М., 1946. -77 е.
  16. , Н. И., Колхозный кузнец. / Н. ИМедведюк, П. В. Суслов М., 1959.
  17. Ювелирное дело: учеб. пособие для техн. училищ / В. И. Марченков. М.: Высшая школа, 1975. — 188 с.: ил. — 0−79.
  18. М.П. Металлы в дизайне. / М. П. Соколова М: МИСИС, 2003. 167 с.
  19. Т.Г., Мишуков Ф.Я>, и др. Русское золотое и серебряное дело XV—XX вв. М.: Наука, 1967. — 304 с.
  20. Материаловедение и технология конструкционных материалов Текст.: учеб. для вузов по спец. «Технология худож. обработки материалов» / В. И. Куманин, И. Ю. Мамедова. М.: [Моск. гос. акад. приборостроения и информатики], 2005.
  21. Э. Теория* и практика ювелирного дела/Пер. с нем. Л., 1973. Бутт Л. М., Поляк В. В. Технология стекла. М., 1960.
  22. Сокровища саков. Аму-Дарьинский клад. Алтайские курганы. Минусинские бронзы. Сибирское золото. //М'.: «Искусство». 1973. 280 с
  23. Технология неметаллических покрытий Текст.: Учебн. пособие для вузов / А. Я. Дринберг, Е. С. Гуревич, А. В. Тихомиров. Л.: Госхимиздат, 1957. — 588с.
  24. , П. В. Ручнаяи мелкая свободная ковка. / П. В. Камнев Л., 1947.
  25. .А., Мастерство древнерусских кузнецов. / По следам древних культур. Древняя Русь. Сборник. М., С. 1950.
  26. .А. Черная металлургия и металлообработка в Древней Руси. Материалы и исследования по археологии СССР, № 32,1953
  27. Технология ювелирного производства / С. А. Селиванкин и др. Л.: Машиностроение, 1978. — 320 с.: ил., табл.- 22 см. — Библиогр.: с. 315−316.
  28. Художественное материаловедение: по видам материалов: Учеб. / Под общ. ред. Б. М: Михайлова. М.: МГАПИ, 2005. — 182с.: ил.
  29. . Чеканка по меди. Ташкент: Гос. изд. Художеств, литер. Уз. ССР, 1960−56 с.
  30. , Е. Н. Производство художественной керамики / Е. Н. Хохлова. М.: Легкая индустрия. — 1978. — 96 с. ил.
  31. Пособие для сельского кузнеца. Учеб. пособие для сельских проф.-техн. училищ. Автор: Шапиро А. А. Издательство: М.: «Высш. школа» Год: 1967.
  32. Циммерман Р.' Металлургия и материаловедение: справочник: пер. с нем. / Р. Циммерман, К. Гюнтер. М.: Металлургия, 1982 с
  33. Русские ювелирные: украшения Текст. / Ш: И- Уткин. М.: Легкая индустрия, 1970.- 164 с. :ил.
  34. А.В. Материаловедение и технология художественной обработки- металлов / А. В. Флеров. М.: Высшая школа, 1981
  35. Франс- Лянор А. Консервация ¿-старинных металлических предметов / Сообщения ВЦНИЛКР, прилож. V, 1969. С. 149−177.
  36. К&чиш .М. К. Реставрация древних художественных предметов из меди и бронзы/ Сообщения ВЦНИЛКР, 1964, № 13. С. 72.
  37. Ингибиторы коррозии / Розеифельд И. Л. М.: Химия, 1977. — 352 с.: ил. -
  38. Н.Г. © применении' ингибиторов атмосферной кор-розии для хранения* металлических изделий* в-музее / Сообщения ВЦНИЛКР, 1967, № 19. С. 112 — «' „
  39. Walher R. Benzotriazole as a corrosion inhibitor. Metal Finishing, 1973, vol. 71 №¦ 9 -p. 65−56.
  40. Паустовская* B-B- Токсичность ингибиторов / Зашитагметаллов, 1974, т. 10, З. -С. 330−531.
  41. , М.К. Естественные* защитные пленки на медных сплавах. / М.К. Калит-М. Металлургия, 1971. С. 200.
  42. , Н. С. Все о коррозии текст.: справочник / Н. С. Мамулова, А. М. Сухотин, Л. П. Сухотина, Г. М. Флорианович, А. Д. Яковлев, — СПб.: Химиздат, 2000.
  43. Ф. Коррозия и защита от коррозии. Коррозия металлов и сплавов. Методы защиты от коррозии / Пер. с нем., под ред. П. Н. Соколова. M.-JL: Химия, 1966. -847 с.
  44. , И. В. Коррозия и защита от коррозии текст. / И. В. Семенова, Г. М. Флорианович, А. В. Хорошилов — под ред. И. В. Семеновой — М.: Физматлит, 2002.
  45. Жук, Н. П. Курс коррозии и защиты металлов текст. / Н. П. Жук. Ml: Метал-, лургия, 1980.
  46. Г. Б., Кларк Г. Б. //Коррозионная-устойчивость металлов и металлических покрытий в атмосферных условиях. М.: Наука. 1971. 159 с
  47. О. Продукты атмосферной коррозии железа и окраска по ржавчине / Кукурс О., Упите А., Хонзак И. Рига: Зинатне, 1980. — 163 с.
  48. , Г. Н. Коррозия и защита оборудования от коррозии: Учеб. Пособие / Г. Н. Мальцева — под ред. д. т. н., проф. С. Н. Виноградова. — Пенза: Изд-во Пенз. гос. ун-та, 2000. —211 с.
  49. Свойства элементов. Справочник Текст.: в 2 т. / под ред. чл.-корр. АН.'УССР Г. В. Самсонова. М.: Металлургия, — 2 т. 1976.
  50. Физико-химические свойства окислов. Справочник Текст. / под ред. чл.-корр. АН УССР Г. В. Самсонова. — М>.: Металлургия, 1978. 472 с.
  51. Эмсли, Джон. Элементы Текст. = The Elements: справочно-энциклопедическое издание / Эмсли Дж. — Пер. с англ. Е. А. Краснушкиной. 2th. ed. .-М. :Мир, 1993.-256 с.
  52. Кричевский, ИI Р. Понятиями основы. термодинамики / И. Р. Кричевский. 2-е изд., испр. и.доп. — М.: Химия, 1970. — 440 с.
  53. , В .К. Металлы и сплавы. Справочник / В. К. Афонин, Б. С. Ермаков, E.JI. Лебедев, Е. И. Пряхин, Н. С. Самойлов, Ю. П. Солнцев, В. Г. Шипша — под ред. Ю.П. Солнцева-С.-Пб.: АНОНПО „Профессионал“, 2003. 1090 с. — 1000 экз.
  54. Энциклопедический словарь по металлургии Текст.: в 2 т. / под ред. Н.П. Ля-кишева. М.: Интермет-Инжиниринг, 2000. — 2 т.
  55. , А.Г. Взаимосвязь кинетических и термодинамических характеристик при окислении железа (тонкие пленки) в атмосфере воздуха при температурах 520−600°С Текст. / А. Г. Рябухин, Ю. Н. Тепляков // Изв. ЧНЦ УрО РАН. 2003. -№ 1(18).-С. 46−49
  56. , А.Г. Окисление железа в районе точки Шадрона Текст. / А. Г. Рябухин, Ю. Н. Тепляков, Т.А.Пушкарева// Изв. ЧНЦ УрО РАН. 2001. — № 1. — С. 34−37
  57. , А.Г. Окисление железа на воздухе при температуре 575 ± 0,2 °С (точка Шадрона) / А. Г. Рябухин, Ю. Н. Тепляков, C.B. Гусева // Изв. ЧНЦ УрО РАН. -2003. -№ 1 (18).— С. 34−36
  58. , А.Г. Окисление железа на воздухе при температурах 520—570 °С Текст. / А. Г. Рябухин, Ю. НТепляков, С. В. Гусева // Изв. ЧНЦ УрО РАН: 2003. -№ 1(18).-С. 37−41
  59. , А.Г. Окисление железа на воздухе при температурах 580−600 °С Текст. / A.F. Рябухин, КШ. Тепляков, С. В. Гусева // Изв. ЧНЦ УрО РАН. 2001. -№ 1 (18). — С. 42−45
  60. , А.И. Изменение свойств оксидной пленки на железе в процессе роста Текст. / А. И. Файнштейн, H.A. Литовченко // Журнал физической химии. -1980. T. LIX. — № 3. — 801 — 803.
  61. , E.H., Пассивные пленки на поверхности конструкционных материалов и их защитные свойства. / E.H. Наумова, А. Ю: Калинков, А. И. Костржицкий — Холодильна технжа i технология, 2001, № 5,(74), с. 46−51.
  62. Войтович, Р.* Ф. Высокотемпературное окисление металлов и сплавов: Справочник Текст. / Р. Ф. Войтович, 3i И. Головко — под ред. И. Н. Францевича. Киев: Наук, думка, 1980.-295 с.
  63. Металлы и сплавы. Справочник. С.-Пб.: AHO-НПО „Профессионал“, AHO НПО „Мир и Семья“, 2003. — 1090 с.
  64. Физический энциклопедический словарь Текст. / под. ред. А. М, Прохорова. -М.: Советская энциклопедия, 1983. 927 с.: ил
  65. Об окислении вакуумных конденсатов сплавов на основе меди / М.П. Кабан-ченко, А. И. Костржицкий, О. В. Лебединский, И. Л. Ройх // Металловедение и термодинамическая обраб. металлов. 1980. — № 3. — С.34−36.
  66. , В.В. Фазовый состав"окалины и дефекты, возникающие при волочении проволоки Текст. / В: В. Покачалов // МЕТИЗЬГ 3(13)'2006- Ассоциация „РОСМЕТИЗ“. 2006. — № 3(13)
  67. , A.A. Высокоскоростная прокатка катанки Текст. / A.A. Кугушин, Ю. А. Попов. -М.: Металлургия, 1982. -144 с
  68. Тюрин, А-. Г. Термодинамическая оценка влияния кремния на химическую и электрохимическую устойчивость железохромистых сплавов Текст. / А. Г. Тюрин // Защита металлов. 2004. — Т. 40, № 1.- С. 19 — 27.
  69. , А. Г. Исследование окисленного слоя на трубах из стали 08X15Н5Д2Т Текст. / А. Г. Тюрин, Б. Н. Берг, Э. А. Животовский,.В. Д. Поволоцкий-// Известия АН СССР. Металлы. 1985.- № 2, — С. 166−170.
  70. , А. Г. Исследование поверхностного слоя на стали 08Х15Н5Д2Т Текст. / А. Г. Тюрищ, В: Д: Поволоцкий, Э: А. Животовский, Б. Н! Берг// Защита металлов. 1986: — Т. 22, № 4.- С.564−568:.
  71. , А. Г. К термодинамике химической и элекгрохимической-устойчивости железохромистых сплавов Текст. / А. Г. Тюрин // Защита металлов- -1999: Т. 35, № 3. — С. 248−253. „¦ ' •
  72. ,. А. Г. Диаграмма'- электрохимического равновесия стали 12Х18Н10Т Текст.!/ А-.Е.Тюрин*// Защита металлов: — 2004. Т. 40, № 3-- С! 263: — 271.
  73. , А. Лазерная маркировка материалов-: Текст. / А. Валиулин, С. Горный, ЮЯяречко, М. Патров- К. Юдин, В. Юревич // Электроника: НТБ. 2007. -№ 3.-С. 16−22.
  74. , С.Г. Лазерная маркировка Текст.1 / С. Г. Горный, И. Р. Емельченков // Лазерная технология и ее применение в металлообработке г метод, рекомендации- -Л., ЛДНЩ 1990. С. 42−47.
  75. Лазерная резка металлов: Учебное пособие для вузов Текст. / А. Г. Григорьянц, А. А. Соколов — под ред. А. Г. Григорьянца. М: Высш.шк. — 1988. — 127 с.
  76. Пат. № 2 287 414 Российская Федерация. Способ лазерной модификации поверхности металла или его сплава Текст. / Горный С. Г. — заявитель и патентообладатель Общество с ограниченной ответственностью „Лазерный Центр“
  77. , Н.Б. Взаимодействие лазерного излучения с веществом : курс лекций Текст. / Н. Б. Делоне. М.: Наука, 1989. — 280 с.: ил.
  78. , Н.В. Лазерная“ термохимия. Основы и применение Текст. / Н. В. Карлов, Н. А. Кириченко, Б. С. Лукьянчук. М.: Наука, 1992. — 296 с.: ил. 92 .Францевич И. Н. Высокотемпературное окисление металлов и сплавов! — К.: Гостёхиздат, 1963.-323 с.
  79. Вейко, В. И: Лазерные1 технологии в микроэлектронике Текст. / В. П. Вейко, С. М. Метев. София. — Изд-во Болгарской АН, 1991. — 363 с.
  80. A.M., Конов В. И., Урсу И., Михэйлеску И. Н. Взаимодействие лазерного излучения с металлами:// Bucuresti Ed. Academiei. М.: Наука, 1988. 537 с.
  81. , Н.А. Влияние изменения формы поверхности на динамику лазерного окисления? металлов. Текст. / HiA. Кириченко. М., 1995. — 15 с.: граф. -Библиогр.: с. 15.
  82. Кириченко, Н. А, Динамика процесса лазерного’осаждения вещества из газовой фазы Текст. / Н. А. Кириченко, Е. Г. Николаева // Препринт ИОФРАН, № 6, 1995.
  83. Дыоли, Уолтер. Лазерная технология и анализ материалов: Пер. с англ. / У. Дьющ-,--М"'.:Мир- 1986:-504-с: .':ил--т~Б1ц.
  84. , А.Г. Технологические процессы, лазерной обработки Текст. / А. Г. Григорьянц, И. Н. Шиганов, А. И- Мисюров- под ред. A.F. Григорьянца М.: Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана. — 664 с. •
  85. , C.F. Лазерная маркировка Текст. / С.Г. Горный- И. Р. Емельченков // Лазерная технология и ее применение в металлообработке: метод, рекомендации. -Л., ЛД11ТП, 1990. С. 42−47.
  86. Сантис М. Л, Делапорт Ф., Марин В, Утеза О. Удаление оксидных пленок излучением ХеС-1-лазера для дезактивации поверхностей. // Квантовая электроника, № 6 (2000)
  87. Лазерная резка металлов: Учебное пособие для вузов Текст. / А.Г. Григорь-янц, А.А.Соколов- под ред. А. Г. Григорьянца. М.: Высш.шк. — 1988. — 127 с.
  88. С. / Introduction to Industrial.Laser Materials Processing, Rofin-Sinar. Hamburg. 1998, p. 180.
  89. Юб Хазин, Л. Г. Двуокись титана Текст. / Л. Г. Хазин, —Л.: Химия, 1970. 176 с.
  90. Попилов, Л. Ж Советы заводскому технологу. / Л. Я. Попилов Л.: Лениздат. -1975.-263 с.
  91. Вейко, — В .П., Лазерные технологии в микроэлектронике. / В Л. Вейко, С.М. Метев- София: Изд. Болгарской АН, 1991.109а Вейко ВИТ. Лазерная!обработка пленочных элементов. / В.П. Вейко" — Л.: Машиностроение, 1986. '.'¦“.
  92. Физические основы- технологических лазеров: Учеб. пособие для вузов./В. С. Г олубев, Ф. В. Лебедев- Под ред. A. F, Григорьянца.—- М.: Высш. шк., 1987.— 191 е.: ил.
  93. И.А. Прикладная оптика. / И. А. Турыгип — М.: Машиностроение, 1966.
  94. Г12 Взаимодействие лазерного излучения с веществом. Силовая оптика Текст. / ВС П. Вейко^ [и др.]- под ред. В- И. Конова. М.: Физматлит, 2008. -308, 1. с.
  95. В. И* Лазерная обработка/ В: И. Вейко, М. Н, Либенсон--Ленинград: Лениздат, 1973.
  96. , К.И. Применение лазеров в машиностроении и приборостроении Текст.- / К. И. Крылов, В-Т. Прокопенко, A.C. Митрофанов- — Л: Машиностроение. 1978.-336 с '
  97. А. Г. Основы лазерной/обработки материалов/ A. Г. Григорьянц. -Москва:Машиностроение, 1989.—301 с.: ил.—Библиогр.: с.289−295
  98. , А.Г., Лазерная техника и технология! Лазерная», сварка металлов- т. 5: /АУТ. Григорьянц, ИЙШиганов- -Mi: Высшая школа- 1988-
  99. Лазерная техника и технология: Учеб: пособие для вузов. В 7 кн. / Под ред. А. Г. Григорьянца. Кн. 1: B.C. Голубев, Ф. В- Лебедев. Физические основы техно-логичсских лазеров. М.: Высш. шк., 1987.
  100. Технологические лазеры: Справочник: В 2 т. Т. 1: Расчет, проектирование и эксплуатация / Г. А. Абильсиитов, В: С. Голубев, В. Г. Гонтарь и др.- Под.общ. ред. Г. А. Абильсиитова. М: Машиностроение, 1991. 432 с.
  101. Технологические лазеры: Справочник: В 2 т. Т. 2: Системы автоматизации. Оптические системы. Системы измерения / Г. А. Абильсиитов, В. Г. Гонтарь, A.A. Колпаков, Л. А. Новицкий и др.- Под общ. ред. Г. А. Абильсиитова. М.: Машиностроение, 1991. 544 с.
  102. Лазерная и электронно-лучевая .обработка материалов: Справочник / H.H. Ры-калин, A.A. Углов, И. В. Зуев, А. Н. Кокора. М.: Машиностроение, 1985. 496 с.
  103. , Е.А. Математические методы описания лазерных технологий. Учебное пособие. /Е.А. Шахно. СПб: СПбГИТМО (ТУ), 20 021
  104. . Ф. Лазеры. Основы устройства и применение./ Б. Ф. Федоров М: ДОСААФ, 1988.— 190 с, ил.
  105. В. А. Методы измерения характеристик лазерного ¡-излучения/ В- А. Зу-бов.—М• :Наука, 1973.-191'с.: ил.-- Библиогр.: с. 182−189:
  106. Качмарек Ф: ведение в физику лазеров: Пер. с пол./ Ф- Качмарек.--Москва:Мир, 1981- 540 с.: ил
  107. Применения лазеров/ Пер. с англ, В1А- Афанасьева- Е.А.Верного-. ВЛТ. Ты-чинского,
  108. Е.А. Чернобровкина.-Москва:Мир- 1974.- 445 С-: ил.- Библиогр. в конце гл.129'-Структура и прочность материалов, при лазерных воздействиях / М., С. Бахарев- Л1 И. •. /
  109. , С. А. Шестериков- М.- А. Юмашева-- Под общ. ред. С. А. Шестерикова.-М.:Изд-во МТУ, 1988.- 223,1. с.: ил.-
Заполнить форму текущей работой

На отлично!