OBRABOTKAMETALLOV Vol. 26 No. 4 2024 221 MATERIAL SCIENCE Рис. 2. Схема определения краевого угла смачивания Fig. 2. Scheme of measuring the wetting contact angle 1 Þ=Þ2 Θ Θ , (2) где h – высота; r – половина длины базовой линии. Было проведено не менее пяти серий измерения краевого угла смачивания для исходной поверхности и для каждого режима облучения. Свободную поверхностную энергию γs материала до и после лазерного воздействия определяли методом Оунса – Вендта – Рабеля – Кьельбле (ОВРК) [30], используя известные справочные данные поверхностного натяжения, дисперсной составляющей γd и полярной составляющей γp тестовых жидкостей (воды и глицерина), а также полученные данные по краевому углу смачивания. Исследования топографии поверхности никелида титана и стали до и после лазерного воздействия проводили контактным методом с помощью профилометра для трибологических испытаний (Tt-Tribotechnic, Франция), оснащенного алмазной иглой с высоким разрешением (7,55 нм по оси Z) без скользящего элемента. Шероховатость Ra, усредненную по всей длине базовой линии, равной 3 мм, измеряли в соответствии с ГОСТ 2789–73. Проводили не менее пяти измерений для каждого образца. Структуру и элементный состав поверхности материалов до и после облучения оценивали по данным, полученным с помощью растрового электронного микроскопа (РЭМ) VEGA 3 TESCAN (Чехия), оснащенного энергодисперсионным анализатором (ЭДС). Фазовый состав образцов TiNi и стали в исходном состоянии и после лазерного воздействия определяли по дифрактограммам, полученным на рентгеновском дифрактометре типа ДРОН («Буревестник», г. Санкт-Петербург, Россия) с фильтрованным CuKα-излучением в интервале углов сканирования 2Θ от 30° до 110°. Качественный и количественный анализ рентгеновских дифрактограмм проводили с использованием программных пакетов PDWin и CDA (ОАО «Буревестник», г. Санкт-Петербург, Россия). Результаты и их обсуждение Измерение и определение контактного угла смачивания деионизированной водой является наиболее простым методом исследования смачиваемости поверхности материалов. На рис. 3 приведены графики зависимости контактного угла смачивания поверхностей никелида титана и стали от продолжительности УФ-лазерного воздействия. На вставках (рис. 3) представлены характерные фото капель воды на поверхности образцов до и после лазерного воздействия. В исходном состоянии значения краевого угла смачивания для образцов никелида титана и стали близки и составляют 75,0 ± 5,1° для образцов TiNi и 75,4 ± 5,4° для стальных образцов. Ультрафиолетовое лазерное воздействие на поверхность металлических материалов приводит к изменению гидрофильности поверхности образцов как никелида титана, так и стали. Контактный угол смачивания уменьшается с увеличением продолжительности УФ-лазерного воздействия. Уже после 10 с воздействия наблюдается значительное уменьшение контактного угла смачивания для обоих материалов по сравнению с исходным состоянием. Для никелида титана контактный угол смачивания уменьшается более чем в два раза, а для стальных образцов происходит снижение примерно на 30 %. Резкое уменьшение контактного угла смачивания происходит вплоть до 120 с воздействия на материал. С дальнейшим увеличением продолжительности воздействия контактный угол смачивания для образцов TiNi практически не изменяется и составляет 11…13°, а для стальных образцов постепенно снижается до минимального значения 22,6 ± 4,2° при воздействии в течение 600 с. Как видно из рис. 3, во-первых, при увеличении продолжительности УФ-лазерной обработки наблюдаются различия в кинетике изменения контактного угла смачивания для TiNi и стали. При
RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1