Д. В. Журба, В. М. Журба, В. П. Вейко, Д. В. Панькин, М. В. Жуков, А. Э. Пуйша
Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. 2025;25(2):179-189
https://doi.org/10.17586/2226-1494-2025-25-2-179-189
Исследованы фазовые превращения, происходящие в окалине при воздействии на нее наносекундными лазерными импульсами. Определен исходный фазовый состав окалины и фазовый состав поверхностного слоя, подвергшегося лазерному воздействию. Обработка поверхности образцов осуществлялась в испарительном режиме лазерного воздействия и приводила к абляции окалины.
Исследовались две группы образцов из листового горячекатаного проката углеродистой стали марки Ст3 (Е235-С, Fe 360-С). Первая группа состояла из образцов с исходной поверхностью окалины и образцов с механически шлифованной поверхностью. Исследовались фазовый и элементный составы, а также морфологические параметры исходной окалины. Во вторую группу были включены образцы с поверхностью окалины, обработанной наносекундными лазерными импульсами наносекундного иттербиевого волоконного лазера с максимальной средней мощностью 30 Вт. Для сканирования поверхности образцов пучком лазерного излучения применялась двухкоординатная сканирующая система на основе гальваносканеров. Фазовый состав окалины определялся методом спектроскопии комбинационного рассеяния света. Морфологические параметры поверхности и элементный состав образцов исследовались методами сканирующей электронной микроскопии, атомно-силовой микроскопии и энергодисперсионного анализа.
Исследования фазового состава исходной окалины показали, что она состоит в основном из магнетита, при этом вюстит в составе окалины обнаружен не был. Установлено, что при обработке окалины в испарительном режиме в зоне воздействия лазерного импульса формируется кратер, поверхность которого покрыта застывшим расплавом окалины. В расплаве происходит фазовое превращение с образованием вюстита. При застывании расплав растрескивается, что связано с произошедшим фазовым превращением. Показано, что в процессе лазерной очистки испарительному механизму удаления окалины сопутствует фазовое превращение смеси магнетита с металлическим железом в вюстит.
Полученные результаты могут быть положены в основу создания новой высокоэффективной технологии лазерной очистки поверхности стали от окалины.
Д. В. Журба, В. М. Журба, В. П. Вейко, Д. В. Панькин, М. В. Жуков, А. Э. Пуйша
Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. 2025;25(2):179-189
https://doi.org/10.17586/2226-1494-2025-25-2-179-189
Исследованы фазовые превращения, происходящие в окалине при воздействии на нее наносекундными лазерными импульсами. Определен исходный фазовый состав окалины и фазовый состав поверхностного слоя, подвергшегося лазерному воздействию. Обработка поверхности образцов осуществлялась в испарительном режиме лазерного воздействия и приводила к абляции окалины.
Исследовались две группы образцов из листового горячекатаного проката углеродистой стали марки Ст3 (Е235-С, Fe 360-С). Первая группа состояла из образцов с исходной поверхностью окалины и образцов с механически шлифованной поверхностью. Исследовались фазовый и элементный составы, а также морфологические параметры исходной окалины. Во вторую группу были включены образцы с поверхностью окалины, обработанной наносекундными лазерными импульсами наносекундного иттербиевого волоконного лазера с максимальной средней мощностью 30 Вт. Для сканирования поверхности образцов пучком лазерного излучения применялась двухкоординатная сканирующая система на основе гальваносканеров. Фазовый состав окалины определялся методом спектроскопии комбинационного рассеяния света. Морфологические параметры поверхности и элементный состав образцов исследовались методами сканирующей электронной микроскопии, атомно-силовой микроскопии и энергодисперсионного анализа.
Исследования фазового состава исходной окалины показали, что она состоит в основном из магнетита, при этом вюстит в составе окалины обнаружен не был. Установлено, что при обработке окалины в испарительном режиме в зоне воздействия лазерного импульса формируется кратер, поверхность которого покрыта застывшим расплавом окалины. В расплаве происходит фазовое превращение с образованием вюстита. При застывании расплав растрескивается, что связано с произошедшим фазовым превращением. Показано, что в процессе лазерной очистки испарительному механизму удаления окалины сопутствует фазовое превращение смеси магнетита с металлическим железом в вюстит.
Полученные результаты могут быть положены в основу создания новой высокоэффективной технологии лазерной очистки поверхности стали от окалины.
27 марта 2025 Образовательный ресурсный центр по направлению физика – место экспериментов для студентов и школьников
Об Образовательном ресурсном центре по направлению физика – в новом номере журнала «Санкт-Петербургский университет».
А.К. Шагова, Л.А. Горелова, О.С. Верещагин, Д.В. Панкин, А.В. Касаткин
Phys Chem Minerals 52, 8 (2025).
https://doi.org/10.1007/s00269-025-01311-1
Бергслагит, Ca2Be2As2O8(OH)2, является одним из трёх известных минералов бериллоарсенатов и относится к супергруппе гадолинита. На сегодняшний день очень мало известно о термическом поведении соединений бериллия и ненамного больше — об арсенатах, тогда как термическое поведение бериллоарсенатов (как природных, так и синтетических) ранее вовсе не изучалось. В данной работе были исследованы низкотемпературное и высокотемпературное поведение, а также термическая стабильность бергслагита in situ методом рентгеновской дифракции на монокристалле. Кроме того, был получен его спектр КР-рассеяния и проведено сравнение с рассчитанным. Бергслагит не претерпевает фазового перехода в диапазоне температур от −173 до 700 °C, тогда как при более высоких температурах аморфизуется. Каркас на основе TO4 (T = Be, As) остаётся стабильным, в то время как полиэдры CaO6(OH)2 слегка расширяются. Коэффициент объёмного теплового расширения (32 × 10−6 °C−1) сопоставим с аналогами боросиликатов/бериллофосфатов (30–35 × 10−6 °C−1). Низкая термическая стабильность бергслагита может быть связана с вакантной октаэдрической позицией, которая занята двухвалентными катионами в более термостабильных аналогах бериллосиликатов.
А.К. Шагова, Л.А. Горелова, О.С. Верещагин, Д.В. Панкин, А.В. Касаткин
Phys Chem Minerals 52, 8 (2025).
https://doi.org/10.1007/s00269-025-01311-1
Бергслагит, Ca2Be2As2O8(OH)2, является одним из трёх известных минералов бериллоарсенатов и относится к супергруппе гадолинита. На сегодняшний день очень мало известно о термическом поведении соединений бериллия и ненамного больше — об арсенатах, тогда как термическое поведение бериллоарсенатов (как природных, так и синтетических) ранее вовсе не изучалось. В данной работе были исследованы низкотемпературное и высокотемпературное поведение, а также термическая стабильность бергслагита in situ методом рентгеновской дифракции на монокристалле. Кроме того, был получен его спектр КР-рассеяния и проведено сравнение с рассчитанным. Бергслагит не претерпевает фазового перехода в диапазоне температур от −173 до 700 °C, тогда как при более высоких температурах аморфизуется. Каркас на основе TO4 (T = Be, As) остаётся стабильным, в то время как полиэдры CaO6(OH)2 слегка расширяются. Коэффициент объёмного теплового расширения (32 × 10−6 °C−1) сопоставим с аналогами боросиликатов/бериллофосфатов (30–35 × 10−6 °C−1). Низкая термическая стабильность бергслагита может быть связана с вакантной октаэдрической позицией, которая занята двухвалентными катионами в более термостабильных аналогах бериллосиликатов.
