Физико-химические аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов
Основан в 2009 году


Спектральные исследования процессов образования нанопорошков Al2O3 и AlN при воздействии на алюминий длинными сериями сдвоенных лазерных импульсов в атмосфере воздуха

Х. Баззал1, Н.А. Алексеенко2, Е.С. Воропай1, М.Н. Коваленко1, М.П. Патапович3, А.П. Зажогин1

1 Белорусский государственный университет
2 ГНУ «Институт порошковой металлургии имени академика О.В. Романа»
3 УО «Белорусская государственная академия связи»

DOI: 10.26456/pcascnn/2020.12.516

Оригинальная статья

Аннотация: Проведено исследование процессов образования нанопорошков Al2O3 и AlN при воздействии сдвоенных лазерных импульсов энергией 52 мДж и между импульсным интервалом 10 мкс на алюминиевую мишень, помещенную в закрытую стеклянную прямоугольную кювету, в зависимости от количества импульсов. Установлено, что наибольшая интенсивность полос субоксида AlO и молекул AlN наблюдается при 40 - 50 последовательных сдвоенных импульсов в серии. Размер первичных частиц, оцененный с помощью электронной микроскопии высокого разрешения, преимущественно составил 30 - 40 нм, частицы собраны в агломераты. Методом комбинационного рассеяния показана возможность получения активных форм оксидов алюминия и продуктов взаимодействия их с кислородом и азотом воздуха в лазерной плазме, осаждаемых на стеклянную поверхность.

Ключевые слова: оксидированные нанопорошки Al, Al2O3, AlN, субоксиды AlO, импульсное лазерное распыление, лазерная плазма, лазерная искровая спектрометрия, многозарядные ионы, сдвоенные лазерные импульсы

  • Баззал Ходор – аспирант кафедры лазерной физики и спектроскопии физического факультета Белорусский государственный университет
  • Алексеенко Наталья Анатольевна – заведующая научно-исследовательской лабораторией электроннозондового анализа ГНУ «Институт порошковой металлургии имени академика О.В. Романа»
  • Воропай Евгений Семенович – д.ф.-м.н, профессор кафедры лазерной физики и спектроскопии, физический факультет Белорусский государственный университет
  • Коваленко Максим Николаевич – заведующий научно-исследовательской лабораторией «Спектроскопические системы» физического факультета Белорусский государственный университет
  • Патапович Мария Петровна – к.ф.-м.н., доцент кафедры математики и физики УО «Белорусская государственная академия связи»
  • Зажогин Анатолий Павлович – д.ф.-м.н., профессор кафедры лазерной физики и спектроскопии, физический факультет Белорусский государственный университет

Ссылка на статью:

Баззал, Х.. Спектральные исследования процессов образования нанопорошков Al2O3 и AlN при воздействии на алюминий длинными сериями сдвоенных лазерных импульсов в атмосфере воздуха / Х.. Баззал, Н.А. Алексеенко, Е.С. Воропай, М.Н. Коваленко, М.П. Патапович, А.П. Зажогин // Физико-химические аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов. — Тверь: Твер. гос. ун-т, 2020. — Вып. 12. — С. 516-524. DOI: 10.26456/pcascnn/2020.12.516.

Полный текст: download PDF file

Библиографический список:

1. Ильин, А.П. Об активности порошков алюминия / А.П. Ильин, Г.В. Яблуновский, А.А. Громов // Физика горения и взрыва. – 2001. – Т. 37. – № 4. – С. 58-62.
2. Savel’ev, A.M. The formation of (Al2O3)n clusters as a probable mechanism of aluminum oxide nucleation during the combustion of aluminized fuels: Numerical analysis / A.M. Savel’ev, A.M. Starik // Combustion and Flame. – 2018. – V. 196. – Р. 223-236. DOI: 10.1016/j.combustflame.2018.06.017.
3. Громов, А.А. Горение нанопорошков металлов / А.А. Громов, Т.А. Хабас, А.П. Ильин; под ред. А.А. Громова. – Томск: Дельтаплан, 2008. – 382 с.
4. Гусев, А.И. Наноматериалы, наноструктуры, нанотехнологии / А.И. Гусев. – М.: Физматлит, 2005. – 416 с.
5. Баззал, Х. Исследования процессов образования нитрида алюминия в плазме в зависимости от угла падения сдвоенных лазерных импульсов на мишень из алюминиевого сплава Д16Т в атмосфере воздуха / Х. Баззал, А.Р. Фадаиян, А.П. Зажогин // Журнал Белорусского государственного университета. Физика. – 2017. – № 1. – С. 34- 42.
6. Burakov, V.S. Change in the ionisation state of a near-surface laser-produced aluminium plasma in double-pulse ablation modes / V.S. Burakov, A.F. Bokhonov, M.I. Nedel'ko, N.V. Tarasenko // Quantum Electronics. – 2003. – V. 33. – № 12. – P. 1065-1071. DOI: 10.1070/QE2003v033nl2ABEH002555.
7. Гарнов, С.М. Особенности плазменной экранировки при абляционном формировании глубоких каналов высокоинтенсивным лазерным излучением / С.М. Гарнов, С.М. Климентов, В.И. Конов, Т.В. Кононенко, Ф. Даусингер // Квантовая электроника. – 1998.
– Т. 25. – № 1. – С. 45-48. http://mi.mathnet.ru/qe1134
8. Баззал, Х. Спектральные исследования влияния расфокусировки на процессы образования AlO и AlN плазме при воздействии лазерных импульсов на алюминиевый сплав Д16Т в атмосфере воздуха / Х. Баззал, Е.С. Воропай, А.П. Зажогин, М.П. Патапович // Физико-химические аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов. – 2019. – Вып. 11. – С. 48-56. DOI: 10.26456/pcascnn/2019.11.048.
9. Баззал, Х. Исследование влияния формы канала на процессы образования нанокластеров AlO и AlN в плазме при воздействии серий сдвоенных лазерных импульсов на алюминиевую мишень в воздушной атмосфере / Х. Баззал, Е.С. Воропай, А.П. Зажогин, М.П. Патапович // Физико-химические аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов. – 2019. – Вып. 11. – С. 57-64. DOI: 10.26456/pcascnn/2019.11.057.
10. Коваленко, М.Н. Разработка и применение спектральных приборов с многоканальными фотоприемными устройствами / Я.И. Дидковский, М.Н. Коваленко, А.А. Минько, М.Р. Последович // Вестник БГУ. Серия 1: Физика. Математика. Информатика. – 2013. – № 3. – С. 20-24.