OBRABOTKAMETALLOV Vol. 26 No. 4 2024 227 MATERIAL SCIENCE После лазерного облучения происходит изменение соотношения дисперсной γd и полярной γp составляющих поверхностной энергии. Если в исходном состоянии для обоих материалов соотношение γp/γd составляло примерно 50/50, то после облучения наблюдается снижение (более чем в два раза) дисперсной составляющей и значительный рост полярной составляющей. С увеличением продолжительности лазерного воздействия значение дисперсной составляющей γd меняется незначительно и не превышает 10 мДж/м2, в то время как значение полярной составляющей γp увеличивается в 2…5 раз. Такой значительный рост полярной составляющей свидетельствует об активации поверхности в результате лазерного воздействия и указывает на наличие на поверхности полярных функциональных групп (-OH, оксиды, карбоксилы), которые способны образовывать водородные связи с молекулами жидкости и способствуют повышению гидрофильности. Таким образом, увеличение свободной поверхностной энергии и значительный рост ее полярной составляющей при УФ-лазерной обработке как образцов TiNi, так и стальных образцов связаны с насыщением поверхности металлических материалов атмосферным кислородом и ее дополнительным окислением, а также с формированием на поверхности ориентированного слоя, в котором полярные группы молекул, отвечающие за генерацию полярной составляющей, обращены в воздух. Выводы 1. В работе установлено, что ультрафиолетовая лазерная обработка поверхности образцов из никелида титана и стали приводит к повышению гидрофильности. В исходном состоянии контактный угол смачивания составляет ≈75° для обоих материалов, а после УФ-лазерной обработки он снижается до 11…13° для TiNi и ≈22°для стали. 2. С увеличением продолжительности УФлазерной обработки на поверхности металлических материалов регистрируется повышение количества кислорода в 10 и более раз по сравнению с исходным состоянием. Длительная лазерная обработка (600 с) также вызывает изменение морфологии поверхности обрабатываемых материалов и увеличение шероховатости. 3. Ультрафиолетовая лазерная обработка поверхности металлических материалов приводит к увеличению свободной поверхностной энергии от 32,4 до 76,5 мДж/м2 для TiNi образцов и от 29,8 до 71,4 мДж/м2 для стальных образцов за счет значительного роста полярной составляющей. Основными факторами повышения гидрофильности образцов TiNi и стали 12Х18Р9Т после УФ-лазерной обработки являются увеличение содержания кислорода, образование оксидных фаз и значительное увеличение полярной составляющей свободной поверхностной энергии. На основании проведенных исследований можно сделать вывод, что ультрафиолетовая лазерная обработка является эффективным способом изменения смачиваемости поверхности металлических материалов. Список литературы 1. Slobodyan M.S., Markov A.B. Laser and electronbeam surface processing on TiNi shape memory alloys: a review // Russian Physics Journal. – 2024. – Vol. 67 (5). – P. 565–615. – DOI: 10.1007/s11182-024-03158-5. 2. Исследование структурно-фазового состояния и механических свойств покрытий ZrCrN, полученных вакуумно-дуговым методом / А.В. Филиппов, Н.Н. Шамарин, Е.Н. Москвичев, О.С. Новицкая, Е.О. Княжев, Ю.А. Денисова, А.А. Леонов, В.В. Денисов // Обработка металлов (технология, оборудование, инструменты). – 2022. – Т. 24, № 1. – С. 87– 102. – DOI: 10.17212/1994-6309-2022-24.1-87-102. 3. The infl uence of surface treatment on wettability of TiNi-based alloy / Y.F. Yasenchuk, S.V. Gunther, O.V. Kokorev, E.S. Marchenko, V. Gunther, G.A. Baigonakova, K.M. Dubovikov // Russian Physics Journal. – 2019. – Vol. 62 (2). – P. 333–338. – DOI: 10.1007/ s11182-019-01716-w. 4. Surface treatment of metals in the plasma of a nanosecond diff use discharge at atmospheric pressure / M. Erofeev, V. Ripenko, M. Shulepov, V. Tarasenko // The European Physical Journal D: Atomic, Molecular and Optical Physics. – 2017. – Vol. 71. – Art. 117. – DOI: 10.1140/epjd/e2017-70636-6. 5. Research progress of metal biomaterials with potential applications as cardiovascular stents and their surface treatment methods to improve biocompatibility / X. Duan, Y. Yang, T. Zhang, B. Zhu, G. Wei, H. Li // Heliyon. – 2024. – Vol. 10 (4). – P. e25515. – DOI: 10.1016/j.heliyon.2024.e25515. 6. Kolobov Yu.R. Nanotechnologies for the formation of medical implants based on titanium alloys with
RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1