Анализ динамики лазерной абляции полимеров

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Изучено изменение основных силовых параметров абляции полиметилметакрилата непрерывным излучением СО2 лазера. Измерения комплексного параметра “вес мишени + реактивная сила отдачи абляционного потока” производились силоизмерительным устройством с регистрацией компьютером с временной дискретностью 126.5 мс. Экспериментальные данные для начального интервала 0–2 с аппроксимировались модельной функцией, обработка которой позволила выделить изменения веса мишени и силы отдачи абляционного потока в ходе облучения. Для момента выхода скорости абляции на стационарный режим определена энергетическая эффективность использования процесса в реактивном двигателе малой тяги Сm = 115 мкН/Вт, которая снижается с течением времени лазерного облучения из-за образования кратера с вогнутой поверхностью и повышения давления газов в камере абляции. Отмечено, что вид абляционной кривой и, соответственно, аппроксимирующая функция для начальной стадии абляции индивидуальны для каждого полимера и параметров лазерного луча.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Е. М. Толстопятов

Институт механики металлополимерных систем имени В.А. Белого Национальной академии наук Беларуси

Автор, ответственный за переписку.
Email: etolstopy@mail.ru
Белоруссия, Гомель

Л. Ф. Иванов

Институт механики металлополимерных систем имени В.А. Белого Национальной академии наук Беларуси

Email: etolstopy@mail.ru
Белоруссия, Гомель

П. Н. Гракович

Институт механики металлополимерных систем имени В.А. Белого Национальной академии наук Беларуси

Email: etolstopy@mail.ru
Белоруссия, Гомель

Л. А. Калинин

Институт механики металлополимерных систем имени В.А. Белого Национальной академии наук Беларуси

Email: etolstopy@mail.ru
Белоруссия, Гомель

С. Р. Аллаяров

Институт проблем химической физики

Email: sadush@icp.ac.ru
Россия, Черноголовка

Список литературы

  1. Красовский А.М., Толстопятов Е.М. // Поверхность. Физика, химия, механика. 1985. № 1. С. 143.
  2. Коршак В.В., Саид-Галиев Э.Е., Никитин Л.Н., Грибова И.А. // Докл. АН СССР. 1983. Т. 269. С. 1119.
  3. Толстопятов Е.М., Гракович П.Н., Иванов Л.Ф. // Изв. АН БССР. Сер. хим. наук. 1989. № 4. C. 23.
  4. Коршак В.В., Грибова И.А., Саид-Галиев Э.Е. // Механика композит. матер. 1987. № 6. С. 985.
  5. Саид-Галиев Э.Е., Никитин Л.Н. // Механика композит. матер. 1992. № 2. С. 152.
  6. Красовский А.М., Толстопятов Е.М. // Получение тонких пленок распылением полимеров в вакууме. Мн.: Наука и техника, 1989. 181 с.
  7. Tolstopyatov E.M., Ivanov L.F., Grakovich P.N., Krasovsky A.M. // Proc. SPIE. 1998. V. 3343. P. 1010.
  8. Tolstopyatov E.M. // J. Phys. D: Appl. Phys. 2005. V. 38. P. 1993.
  9. Гракович П.Н., Иванов Л.Ф., Калинин Л.А. // Журнал общей химии. 2009. Т. 79. С. 626.
  10. Tolstopyatov E.M., Grakovich P.N., Rakhmanov S.K., Vasilkov A.Yu, Nikitin L.N. // Inorganic Materials: Appl. Res. 2012. V. 3. P. 425.
  11. Tolstopyatov E.M., Grakovich P.N., Ivanov L.F., Allayarov S.R., Olkhov Yu. A., Dixon D.A. // J. Rus. Laser Res. 2015. V. 36. P. 485.
  12. Allayarov S.R., Kalinin L.A., Tolstopyatov E.M., Grakovich P.N., Ivanov L.F., Dixon D.A. // J. Rus. Laser Res. 2017. V. 38. P 364.
  13. Allayarov S.R., Tolstopyatov E.M., Dixon D.A., Kalinin L.A., Grakovich P.N., Ivanov L.F., Golodkov O.N. // J. Rus. Laser Res. 2017. V. 38. P 369.
  14. Frolov I.A., Allayarov S.R., Kalinin L.A., Dixon D.A., Tolstopyatov E.M., Grakovich P.N., Ivanov L.F. // J. Rus. Laser Res. 2018. V. 39. P. 98.
  15. Фролов И.А., Аллаяров С.Р., Калинин Л.А., Богданова Ю.Г., Толстопятов Е.М., Гракович П.Н., Иванов Л.Ф., Дремова Н.Н., Голодков О.Н. // Химия высоких энергий. 2019. T. 53. С. 464.
  16. Allayarov S.R., Confer M.P., Dixon D.A., Rudneva T.N., Kalinin L.A., Tolstopyatov E.M., Golodkov O.N. // Polymer Degradation and Stability. 2020. V. 181. 109331.
  17. Phipps C., Luke J. // Abstr. Book of E-MRS Spring Meeting, Strasbourg, 10–13 June 2003 / The European Research Society. Strasbourg, 2003. H-VIII.2.
  18. Phipps C., Birkan M., Bohn W. et al. // J.Propulsion and Power. 2010. V. 26. P. 609.
  19. Фролов И.А., Аллаяров С.Р., Толстопятов Е.М., Уткин А.В., Гракович П.Н., Иванов Л.Ф., Макаренко В.М. // Химия высоких энергий. 2022. T. 56. С. 64.
  20. Фролов И.А., Аллаяров С.Р., Калинин Л.А., Толстопятов Е.М., Гракович П.Н., Иванов Л.Ф. // Химия высоких энергий. 2022. T. 56. С. 445.
  21. Мадорский С. // Термическое разложение органических полимеров / Пер. с англ. под ред. С.Р. Рафикова. М.: Мир, 1967. 328 с.
  22. Технология тонких пленок (справочник) / Под ред. Л. Майссела, Р. Глэнга: пер. с англ. под ред. М.И. Елинсона, Г.Г. Смолко, Т.1. М.: Сов. Радио, 1977. 664 с.
  23. https://webbook.nist.gov/cgi/cbook.cgi?ID=C80626&Units=SI&Type=IR-SPEC&Index=0#IR-SPEC

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Качественная картина распределения интенсивности вылета продуктов абляции с плоской поверхности (а) и из кратера вогнутой формы (б) при облучении лучом со спадающей от центра интенсивностью.

Скачать (150KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Зависимость показаний силоизмерительного устройства от времени абляции ПММА (×) и аппроксимирующая зависимость для начальной стадии А–В (сплошная линия).

Скачать (125KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024