Научный отчет № 4872

Название

Структурные эффекты и разрушение стеклокристаллических материалов и керамики лучами лазера.

Авторы

Миркин Л.И., Красников А.С., Сабурова Н.С., Газуко И.В.

Аннотация

Исследованы разработанные в последние десятилетия стеклокристаллические материалы (ситаллы), которые в исходном состоянии имеют аморфную (стеклообразную) структуру, а после термической обработки при 400-500⁰С приобретают частично или полностью кристаллическую структуру. В специфическом классе исследованных ситаллов (фотоситаллы) кристаллизация происходит при действии ультрафиолетового облучения. Исследованы также керамические материалы с кристаллической структурой. Образцы после различных обработок подвергались воздействию световых лучей лазера. Структура и свойства образцов после облучения изучались методами рентгеноструктурного анализа, световой и электронной микроскопии, измерений микротвердости. Разработан ряд методик исследования, в том числе метод диафрагм, позволяющий исследовать область вблизи отверстия, пробитого лучом лазера. Изучены аморфные ситаллы, которые при кристаллизации превращаются в монолитные вакуумноплотные кристаллические материалы. Получено, что при облучении этих кристаллических материалов лазерными импульсами в них увеличивается содержание аморфной фазы и уменьшается количество кристаллической. Микроскопическое исследование показало, что лазерное воздействие приводит к образованию пористой микроструктуры с высоким содержанием аморфной фазы. Этот процесс сопровождается снижением микротвердости до 3,5 ГПа у исходных образцов до 2,7 ГПа у облученных. Для литиевоалюмосиликатных фотоситаллов получено, что при облучении непрерывным лазерным лучом происходит плавление кристаллической фазы, поверхностный слой аморфизуется, микротвердость уменьшается от 10 ГПа до 6 ГПа. Для алюмооксидной керамики при импульсном облучении меняется фазовый состав, при пробивании отверстий в пластинах образуется валик аморфной фазы по кромке отверстия, крупнозернистая структура керамики дробится и измельчается, микротвердость при облучении уменьшается от 12 ГПа до 6 ГПа. Результаты работы могут быть использованы для разработки новых функциональных материалов для электроники и других областей техники, а также новых технологических процессов.

Год публикации

2007 г.

Объём

53 с.

Научный руководитель

Миркин Л.И.

Ключевые слова

рентгеноструктурный анализ, электронная микроскопия, лазерная обработка, стеклокристаллические материалы, микротвердость, аморфизация, керамика.