|
|
|
|
Ударное плавление и кристаллизация в титане, облученном ультракоротким лазерным импульсом
Докладчик(и): Жаховский В.В. (ФГУП "ВНИИА", ОИВТ РАН) Авторы: Василий Жаховский, Юрий Колобов, Сергей Ашитков, Наиль Иногамов, Иван Неласов, Сергей Манохин, Виктор Хохлов, Денис Ильницкий, Юрий Петров, Андрей Овчинников, Олег Чефонов, Дмитрий Ситников Дата, время проведения: 1 февраля 2024 г. (четверг) в 11:00 Адрес: Семинар будет проходить в режиме удаленного доступа на базе сервера ZOOM Аннотация. Воздействие плавящей ударной волны (УВ) на микроструктуру титана, облученного фемтосекундным лазерным импульсом, исследуется экспериментально и анализируется с помощью гидродинамического и атомистического моделирования. Методами растровой и просвечивающей электронной микроскопии (с анализом микродифракции) описываются микроструктуры приповерхностных слоев образцов технически чистого титана в исходном состоянии и после лазерного воздействия. Было обнаружено, что два приповерхностных слоя модифицированного титана образуются по глубине мишени. Быстрая кристаллизации слоя расплава, образованного в УВ скачке, формирует верхний поликристаллический слой из наноразмерных зерен. В более глубоком слое, где плавление стало невозможным из-за ослабления УВ, происходит пластическое деформирование титана с последующей рекристаллизацией, ведущей к формированию более мелких зерен, чем в исходном образце. Гидродинамические расчеты с использованием дислокационной модели также указывают на измельчение зерен до глубины, на которой УВ становится упругой. Молекулярно-динамическое моделирование монокристаллического образца титана показало, что УВ скачок даже после его ослабления ниже кривой плавления Tm(P) продолжает плавить. Огромное сдвиговое напряжение в узком УВ скачке приводит к аморфизации кристаллической решетки и образованию переохлажденного метастабильного расплава. Этот расплав кристаллизуется в разгрузочном хвосте УВ до тех пор, пока его температура не станет выше Tm(P) из-за быстрого падения давления. Позже кристаллизация приповерхностного слоя продолжится после ухода тепла вглубь образца. После ослабления сдвигового напряжения в ударном скачке ниже критического напряжения Френкеля (~12 GPa) холодное механическое плавление прекращается, и начинается пластическое деформирование решетки, ведущее к образованию зерен. Модификация титана по глубине ограничена ослаблением УВ до упругого предела, и может достигать нескольких микрометров. Полученные результаты раскрывают базовые физические механизмы упрочнения поверхности металлов ультракороткими лазерными импульсами. Семинар будет проходить в режиме удаленного доступа на базе сервера ZOOM, ссылка на подключение: https://us06web.zoom.us/j/3853805150?pwd=VERsRXkzcW5IVEgyU2ZpVWlra0hwdz09&omn=84307426832 Идентификатор конференции: 385 380 5150 Код доступа: BibermanLM |