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

Исследования процессов образования нанопорошков Al2O3 и Al в плазме при воздействии расфокусированных сдвоенных лазерных импульсов на алюминий в атмосфере воздуха

X. Баззал1, Е.С. Воропай1, Н.А. Алексеенко2, М.Н. Коваленко1, H.Trinh. Ngoc3, А.П. Зажогин1

1 Белорусский государственный университет
2 ГНУ «Институт порошковой металлургии имени академика О.В. Романа»
3 Vinh University, Vinh, Vietnam

DOI: 10.26456/pcascnn/2021.13.008

Оригинальная статья

Аннотация: Изучено влияние величины и типа расфокусировки сдвоенных лазерных импульсов на целенаправленное формирование компонентного и зарядового состава лазерной плазмы при воздействии сдвоенных лазерных импульсов на мишень из алюминиевого сплава АД1 (спектрометр LSS-1). Показано, что при расфокусировке более +1 мм интенсивность линии ионов Al III увеличивается в несколько раз в сравнении с нулевой расфокусировкой, интенсивность линий ионов Al II , N II также более менее монотонно увеличивается. Одновременно с этим интенсивность полос AlO практически становится равным нулю. При значении величины расфокусировки 1 мм проведены исследование процессов образования смешанных нанопорошков Al2O3 и Al при воздействии последовательных серий сдвоенных лазерных импульсов энергией 53 мДж и меж-импульсным интервалом 10 мкс на алюминиевую мишень, помещенную в закрытую стеклянную прямоугольную кювету. Размер первичных частиц Al2O3 оцененный с помощью электронной микроскопии высокого разрешения, преимущественно составил 30-40 нм, а Al – 45-60 нм. Частицы собраны в агломераты.

Ключевые слова: оксидированные нанопорошки Al, Al2O3, 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
  • Воропай Евгений Семенович – д.ф.-м.н, профессор кафедры лазерной физики и спектроскопии, физический факультет, Белорусский государственный университет
  • Алексеенко Наталья Анатольевна – заведующая научно-исследовательской лабораторией электронно- зондового анализа, ГНУ «Институт порошковой металлургии имени академика О.В. Романа»
  • Коваленко Максим Николаевич – заведующий научно-исследовательской лабораторией «Спектроскопические системы» физического факультета, Белорусский государственный университет
  • Ngoc H Trinh – Ph. D., заведующий кафедрой прикладной физики, Vinh University, Vinh, Vietnam
  • Зажогин Анатолий Павлович – д.ф.-м.н., профессор кафедры лазерной физики и спектроскопии, физический факультет, Белорусский государственный университет

Ссылка на статью:

Баззал, X.. Исследования процессов образования нанопорошков Al2O3 и Al в плазме при воздействии расфокусированных сдвоенных лазерных импульсов на алюминий в атмосфере воздуха / X.. Баззал, Е.С. Воропай, Н.А. Алексеенко, М.Н. Коваленко, H.Trinh. Ngoc, А.П. Зажогин // Физико-химические аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов. — 2021. — Вып. 13. — С. 8-17. DOI: 10.26456/pcascnn/2021.13.008.

Полный текст: загрузить PDF файл

Библиографический список:

1. Матренин, С.В. Активирование спекания оксидной керамики добавками нанодисперсных порошков / С.В. Матренин, А.П. Ильин, Л.О. Толбанова, Е.В. Золотарева // Известия Томского политехнического университета. – 2010 – T. 317. – № 3. – C. 24-28.
2. Ильин, А.П. Особенности физико-химических свойств нанопорошков и наноматериалов: учебное пособие / А.П. Ильин, А.В. Мостовщиков, А.В. Коршунов, Л.О. Роот. – 2-е изд., испр. и доп. – Томск: Изд-во ТПУ, 2017. – 212 с.
3. Гусев, А.И. Наноматериалы, наноструктуры, нанотехнологии / А.И. Гусев. – 2-е изд., испр. – М.: Физматлит, 2007. – 414 с.
4. Баззал, Х. Спектральные исследования влияния расфокусировки на процессы образования AlO и AlN в 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.
5. Баззал, Х. Исследование влияния формы канала на процессы образования нанокластеров AlN и AlO в плазме при воздействии серий сдвоенных лазерных импульсов на алюминиевую мишень в воздушной атмосфере / Баззал Х., 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.
6. Корепанов, М.А. Математическое моделирование турбулентных течений с гомогенной конденсацией в сверхзвуковых соплах / М.А. Корепанов, С.А. Груздь // Химическая физика и мезоскопия. – 2016. – Т. 18. – № 3. – С. 370-380.
7. Корепанов, М.А. Математическое моделирование гомогенной конденсации оксида алюминия в среде аргона / М.А. Корепанов, С.А. Груздь, А.А. Чукавина // Химическая физика и мезоскопия. – 2019. – Т. 21, № 2. – С. 218-226. DOI: 10.15350/17270529.2019.2.23.
8. Григорьянц, А.Г. Основы лазерной обработки материалов / А.Г. Григорьянц. – М.: Машиностроение, 1989. – 304 с.
9. Sdobnyakov, N.Yu. On the mechanical stability conditions for nanoparticles in vacuum and under an external pressure / N.Yu. Sdobnyakov, V.M. Samsonov, A.N. Bazulev // Journal of Physics: Conference Series. – 2019. ‒ V. 1352. ‒ № 1. ‒ Art. № 012045. ‒ 4 p. DOI: 10.1088/1742-6596/1352/1/012045.
10. Samsonov, V.M. A Thermodynamic approach to mechanical stability of nanosized particles / V.M. Samsonov, N.Yu. Sdobnyakov // Central European Journal of Physics. – 2003. – V. 1. – I. 2. – P. 344-354. DOI: 10.2478/BF02476301.
11. Samsonov, V.M. On thermodynamic stability conditions for nanosized particles / V.M. Samsonov, N.Yu. Sdobnyakov, A.N. Bazulev // Surface Science. – 2003. – V. 532-535. – P. 526-530. DOI: 10.1016/S0039-6028(03)00090-6.
12. Сдобняков, Н.Ю. Морфологические характеристики и фрактальный анализ металлических пленок на диэлектрических поверхностях: монография / Н.Ю. Сдобняков, А.С. Антонов, Д.В. Иванов. – Тверь: Тверской государственный университет, 2019. – 198 c.
13. Михайлов, Е.Ф. Образование фрактальных структур в газовой фазе / Е.Ф. Михайлов, С.С. Власенко. // Успехи физических наук. – 1995. – Т. 165. – Вып. 3. – С. 263-283. DOI: 10.3367/UFNr.0165.199503b.0263.

Содержание | Следующая статья ⇒