ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ Том 27 № 4 2025 260 МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ а б Рис. 1. Схема экспериментального стенда для УФ-лазерной обработки поверхности образцов (a) и используемая стратегия сканирования (б). На схеме (б) обозначены диаметр лазерного пятна (d0), шаг между линиями сканирования (Hy) и скорость сканирования (V) Fig. 1. Schematic of the experimental setup for UV laser surface treatment (a) and the scanning strategy employed (б). Diagram (б) illustrates the laser spot diameter (d0), hatch distance (Hy), and scanning speed (V) элементного состава ЭДС-анализ выполнялся в нескольких (не менее 10) случайно выбранных областях для каждого исследуемого образца. Смачиваемость поверхности до и после УФлазерной обработки оценивали методом сидячей капли с использованием жидкостей с известными значениями поверхностного натяжения. Капли объемом 3 мкл наносили на поверхность образцов с помощью автоматической микропипетки. После нанесения капли выдерживали в течение 60 секунд для стабилизации формы, после чего регистрировали их изображение с помощью цифрового микроскопа Levenhuk Discovery Artisan 1024. Значения контактного угла усредняли по результатам не менее пяти измерений. Для количественной оценки изменений поверхностных свойств материалов в результате УФ-лазерной обработки проводили оценку свободной поверхностной энергии (γtotal) и ее составляющих. Расчеты выполняли в соответствии с методом Оунса – Вендта – Рабеля – Кьельбле (ОВРК) [20, 21], позволяющим раздельно оценить вклад дисперсионной (γd) и полярной (γp) составляющих в общую поверхностную энергию. Результаты и их обсуждение РЭМ-изображение структуры и элементный состав исходного образца сплава TiNi приведены на рис. 2, а. Видно, что структура сплава TiNi преимущественно однородная, в матрице (светлая область на рис. 2, а) присутствует небольшая доля (≤ 5 %) включений вторичной фазы (на рис. 2, а частицы темного цвета). Результаты ЭДС-анализа, представленные на рис. 2, а, показали, что кроме основных компонентов матрицы Ti и Ni обнаружено небольшое количество легирующих элементов сплава ТН-10, таких как Fe и Mo, а также незначительное содержание C и O. Темные включения представлены в основном элементами Ti, С и малым количеством Ni, присутствие которого в спектрах может быть обусловлено матрицей, окружающей данные частицы. На основании элементного анализа светлая матрица соответствует никелиду титана (TiNi), а темные включения – карбиду титана (TiC), что также подтверждается данными рентгеновской дифрактометрии. Дифракционные пики на представленной рентгенограмме (рис. 2, б), полученные с поверхности исходного образца, являются пиками дифракции B2-фазы TiNi, и в области малых углов регистрируется пик, принадлежащий TiC. Параметр кристаллической решетки B2-фазы в исходном состоянии равен а = 0,3018 ± 0,004 нм. Исследования структуры, элементного и фазового состава сплава TiNi после УФ-лазерной обработки показали, что УФ-лазерное воздействие при изменении таких параметров, как длина волны и скорость лазерного сканирования, приводят к изменениям в морфологии, элементном и фазовом составе поверхностного слоя образцов сплава TiNi. На рис. 3 приведены РЭМ-изображения структуры и элементный состав поверхности образцов сплава TiNi после
RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1