ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ Том 27 № 4 2025 266 МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ верхностная энергия и ее составляющие (γd и γp) демонстрируют лишь незначительные изменения. Полученные данные коррелируют с результатами измерений контактного угла смачивания (рис. 5). Различное влияние обработок поверхности образцов TiNi УФ-лазерным излучением с длиной волны 266 и 355 нм на контактный угол смачивания обусловлено разным изменением свободной поверхностной энергии образцов, которая зависит как от микрорельефа, так и от структурно-химических характеристик поверхности, формирующихся после УФ-лазерного воздействия. К числу основных управляющих параметров, определяющих модификацию поверхности при лазерной обработке, относятся длина волны, энергия импульса, частота следования импульсов, длительность импульса, а также пространственный профиль пучка. В нашем случае переменным параметром является длина волны, и наблюдаемая разница в структуре и свойствах поверхности после ее модификации при воздействии УФ-лазерным излучением с длиной волны 266 и 355 нм связана именно с различным влиянием длины волны лазерного излучения. Различие в характеристиках поверхностей образцов TiNi, модифицированных ультрафиолетовым лазерным излучением с длинами волн 266 и 355 нм, обусловлено прежде всего разной степенью взаимодействия излучения с материалом. В первую очередь это связано с отличиями в отражательной способности и коэффициенте поглощения материала на этих длинах волн. УФлазерное излучение с длиной волны 266 нм обладает большей энергией фотонов и существенно лучше поглощается в поверхностном слое материала, что ведёт к более интенсивному локальному нагреву и окислению поверхности. В свою очередь, УФ-лазерное излучение с длиной волны 355 нм характеризуется меньшей глубиной проникновения, что приводит к другому распределению энергии и формированию микроструктуры поверхности. Экспериментально установленные значения коэффициента отражения, измеренные с помощью измерителя энергии Gentec QE50LPH-MB-D0, составили ~20 % для длины волны 266 нм и ~30 % для 355 нм. Эти данные хорошо согласуются с результатами, полученными для сплава Ti6Al4V [16], где установлено, что отражающая способность сплава возрастает при увеличении длины волны падающего лазерного излучения в диапазоне 266…1064 нм. Более низкое значение коэффициента отражения при УФ-лазерном излучении с длиной волны 266 нм свидетельствует о существенно большем поглощении энергии в приповерхностном слое, что объясняется более высокой энергией фотонов. В итоге эти различия влияют на изменение морфологии, химического состава, фазового состояния поверхности, а также свободной поверхностной энергии и гидрофильности материала после УФ-лазерной обработки. Таким образом, УФ-лазерное излучение с длиной волны 266 нм характеризуется меньшей глубиной проникновения и более интенсивным воздействием на поверхностные слои, что и обусловливает различия в формирующейся микроструктуре и химическом составе образцов TiNi после УФ-лазерной обработки. Выводы 1. В работе установлено, что при скоростях сканирования выше 500 мкм/с при воздействии УФ-лазерного излучения с длиной волны 266 и 355 нм на поверхности сплава TiNi сохраняется исходная морфология. Возникновение единичных микротрещин наблюдается на поверхности сплава TiNi, подвергнутой УФ-лазерному излучению со скоростью сканирования V = = 500 мкм/с только с длиной волны 266 нм. При наименьшей скорости сканирования V = 200 мкм/с воздействие УФ-лазерного излучения для обеих длин волн (266 и 355 нм) приводит к образованию на поверхности сплава TiNi локальных структурных повреждений в виде сетки микротрещин. Единичные микротрещины и микрорастрескивание всей поверхности TiNi после УФ-обработки вызваны действием локальных термических напряжений, возникающих в результате резкого нагрева и последующего резкого охлаждения поверхности в процессе УФ-лазерной обработки. 2. Показано, что при УФ-лазерной обработке поверхности сплава TiNi уменьшение длины волны излучения с 355 до 266 нм и уменьшение скорости сканирования с 5000 до 200 мкм/с приводят к увеличению содержания кислорода в поверхностном слое TiNi до ~20 ат. % (λ = = 266 нм, V = 200 мкм/с) и ~10 ат . % (λ = 355 нм, V = 200 мкм/с) с образованием оксидов титана. 3. УФ-лазерная обработка приводит к значительному увеличению смачиваемости поверх-
RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1