Разнообразные лазерные технологии активно используются в металлообработке.
В частности, лазерная ударная обработка (ЛУО) является наиболее эффективным способом увеличения ресурса металлоконструкций, подверженных многоцикловой нагрузке. Она используется для увеличения ресурса дорогостоящих элементов конструкции, например, деталей авиационных двигателей. Такой обработке рекомендуется подвергать детали, прошедшие определенный срок эксплуатации. Однако, в дополнение к ЛУО, в технологический цикл имеет смысл добавить некоторые сопутствующие лазерные технологии, такие как очистка, полировка и наплавка. Эти технологии уже давно применяются в обработке металлов. Бывшие в употреблении детали, прежде всего, нуждаются в тщательной очистке перед проведением процесса ЛУО. Для этого наиболее эффективна лазерная очистка. Затем деталь может нуждаться в ликвидации забоин, для чего весьма эффективна лазерная наплавка. После проведения этих операций, а также ЛУО, обычно требуется полировка детали, которая также возможна с использованием лазерной технологии. В данной статье рассмотрены основные лазерные методы очистки, наплавки и полировки металлических конструкций, которые могут быть использованы, как совместно действующие.
Проведены исследования свечения наносекундного диффузного разряда между двумя остриями с высоким пространственным разрешением. При атмосферном давлении воздуха, а также при давлениях 300, 100 и 30 Торр, обнаружено большое число тонких светящихся треков, стартующие из области ярких пятен на электродах.
Показано, что форма треков изменяется от прямых линий до извилистых, а направление их движения в ряде случаев может меняться на противоположное. Установлено, что в условиях формирования тонких светящихся треков, в спектре излучения диффузной плазмы при резко неоднородном электрическом поле и наносекундной длительности импульса напряжения доминируют полосы второй положительной системы азота. С помощью ICCD камеры показано, что излучение треков в первые десятки наносекунд на фоне широких стримеров и диффузного разряда не регистрируется. Выдвинута гипотеза, объясняющая появление многочисленных треков при пробое воздуха в неоднородном электрическом поле.
Предложена расчетно-экспериментальная методика оценки параметров стационарной пучковой плазмы: средних по ее объему концентрации свободных электронов и степени ионизации газовой компоненты. Мощность пучка электронов, как и длина их пробега, находятся по измерениям вольтамперной характеристики и энергетической эффективности генераторов электронных пучков. Степень ионизации смеси газов рассчитана в предположении баланса процессов ионизации и рекомбинации заряженных частиц. Показано, что в плазме, созданной генератором электронного пучка в смеси газов среднего давления, ключевую роль в рекомбинации играет диссоциативная рекомбинация частиц. Даны оценки достоверности исходных допущений. Используя измеренные вольтамперные характеристики, проведены расчеты характеристик плазмы в смеси газов (О2 – 20,9 %, N2 – 78,1 %, пары H2O – 1 %) при давлении от 1 до 2,5 кПа.
Рассматривается проблема контроля фрагментов космического мусора техногенного происхождения. Для динамичных низкоорбитальных фрагментов исследуются алгоритмы цифровой статистической обработки коротко-экспозиционных изображений, получаемых в безизбыточной матрице апертурного синтеза. Специфические особенности оптической передаточной функции (ОПФ) безизбыточной матрицы, а именно, ее «островной» характер, приводят к трудностям восстановления неискаженного атмосферой пространственного спектра объекта контроля во всей пространственно-частотной области матрицы. Показано, что для восстановления неискаженного атмосферой модуля пространственного спектра объекта во всей области пространственных частот матрицы необходимо использовать модифицированный нами алгоритм метода Лайбери. Для восстановления фазы пространственного спектра объекта на «островах» пространственно-частотной области необходимо использовать модифицированный алгоритм метода Нокса-Томпсона, а для сшивания фаз, полученных в «островах», по всей области пространственных частот матрицы и восстановления фазы пространственного спектра от объекта необходимо использовать модифицированный алгоритм метода тройных корреляций.
Произведено формирование облика системы управления двунаправленного инверторного привода синхронного двигателя с постоянными магнитами (СДПМ). Приведённая система позволяет осуществлять управление электродвигателем как в режиме генерации крутящего момента, так и в режиме рекуперации мощности, обеспечивая высокую эффективность работы и безопасность функционирования СДПМ в обоих случаях.
Рассматриваются особенности плазмохимического процесса получения карбида вольфрама с использованием плазмотрона переменного тока, синтез проведен в плазме водорода и метана. Процесс получения карбида вольфрама заключается в следующем: порошок оксида вольфрама WO3 подвергается воздействию плазменного потока H2 и CH4 с максимальной температурой до 10000 K. В большинстве экспериментов, расход газовой смеси составил до 0,02 г/с, мощность плазмотрона до 3 кВт. Для полученных образцов были проведены рентгенофазовый анализ, сканирующая электронная микроскопия и элементное картирование. Установлено, что при синтезе получен карбид вольфрама WC, его размеры находятся в пределах 5–20 мкм.
Приводятся результаты исследования эволюции спектров УФ-люминесценции в ансамблях вискеров и тетраподов ZnO при возбуждении быстрыми электронами с энергией 60 кэВ. Показано, что увеличение времени воздействия и фокусировка пучка электронов на ансамбль кристаллически совершенных вискеров ZnO приводит только к уширению УФ-полосы в длинноволновую область спектра люминесценции. Аналогичное воздействие на ансамбль тетраподов ZnO с низким кристаллическим качеством приводит к длиноволновому смешению и уширению УФ-полосы спектра люмигнесценции. Наблюдаемые эффекты связаны с травлением поверхности структур ZnO в процессе воздействия быстрых электронов и увеличением концентрации междоузельного цинка.
Представлены результаты эксперимента по электронно-лучевому осаждению керамических покрытий оксида циркония, стабилизированного оксидом иттрия с использованием форвакуумного плазменного источника электронов. Методом растровой электронной микроскопии получены данные о морфологии и элементном анализе поверхности покрытий. Структурно-фазовый состав образцов выявил наличие кристаллической структуры синтезированных покрытий с содержанием моноклинной и тетрагональной фаз. Методом Оливера-Фарра получены значения твердости и моду-ля упругости покрытий.
Представлены результаты плазмохимической обработки водной суспензии хитозана и показано влияние полученных продуктов на всхожесть семян гороха и на раннее развитие растений. Исследовано действие разряда постоянного тока в воздухе с использованием в качестве катода обрабатываемой суспензии, а также разряда в парогазовых пузырьках у поверхности электрода, погруженного в суспензию («подводного» разряда). Определены скорости накопления водорастворимых продуктов и их энергетические выходы. Показано, что использование модифицированных суспензий увеличивает всхожесть семян и скорость начального развития растений при посеве в грунт.
Проведено исследование адмитансных характеристик структуры металл-диэлектрик-полупроводник (МДП), в качестве полупроводника в которой использовалась nBn-структура на основе эпитаксиальных слоев Hg1-xCdxTe, выращенных методом МЛЭ со сверхрешёткой в барьерной области. Построены зависимости концентрации основных носителей заряда и величины произведения дифференциального сопротивления области пространственного заряда (ОПЗ) на площадь структуры от температуры. Определены параметры границы раздела Al2O3/Hg1-xCdxTe, такие как плотность и характерное время перезарядки поверхностных состояний. На температурной зависимости дифференциальной проводимости ОПЗ обнаружены две группы максимумов, на основании положения которых определены энергии активации носителей заряда, одна из которых соответствует ширине запрещенной зоны контактного слоя.