Приведены результаты экспериментов по абляции мишеней из высокоуглеродистой У13 и низкоуглеродистой Ст30 сталей сканирующим пучком импульсного излучения лазера наносекундного диапазона длительности. Определена зависимость глубины и энергетической эффективности абляции от плотности мощности в диапазоне q = 4*10{8} - 10{10} Вт/см{2}. Установлено, что максимальная эффективность удаления материала достигается при значении q = 4*10{9} Вт/см{2} для мишени из стали У13 и в диапазоне q = 7*10{8} – 5*10{9} Вт/см{2} для стали Ст30. Определено распределение вылетевших микрочастиц по размерам. Установлено, что при облучении высокоуглеродистой стали возникает поток частиц, оседающих на поверхность мишени (обратный поток), механизм которого связан с образованием наноразмерных частиц конденсата. На основании измерений отражательной способности и исследования микроструктуры облучённой поверхности методами электронной микроскопии выдвинуто предположение, что более высокая эффективность абляции высокоуглеродистой стали У13 по сравнению с низкоуглеродистой сталью Ст30 определяется процессом конденсации пересыщенных паров углерода на поверхности мишени, что увеличивает поглощательную способность облучённой поверхности мишени и, в результате, возрастает эффективность удаления материала при последующем сканирующем проходе.

The experiments results on the ablation of high-carbon (> 97 % Fe, 1.3 % C) and low-carbon (> 97 % Fe, 0.3 % C) steel targets by a nanosecond pulse laser radiation scanning beam are presented. The dependence of the depth and energy efficiency of ablation on the power density in the range q = 4*10{8} - 10{10} W/cm{2} has been determined. It has been established that the maximum efficiency of material removal is achieved at q = 4*10{9} W/cm{2} for a high-carbon steel target and in the range q = 7*10{8} - 5*10{9} W/cm{2} for a low-carbon steel target. The size distribution of ejected microparticles was determined. It has been established that a back flow of particles occurs upon irradiation of high-carbon steel and the flow origin mechanism is associated with nanosized condensate particles. Based on the reflectivity measurements and the electron microscopy microstructure study of the irradiated surface, it has been suggested that the mechanism for the higher efficiency of ablation of high-carbon steel compared to low-carbon steel is the condensation process of supersaturated carbon vapors on the target surface that increases the irradiated target surface absorptivity and, consequently, the material removal efficiency of the subsequent scanning pass is increased.

Физика и химия обработки материалов = Physics and chemistry of materials treatment: научно-технический журнал / Российская академия наук, Институт металлургии и материаловедения им. А. А. Байкова. — Москва: Интерконтакт Наука, 2022 -. — Электрон. журнал. — Периодичность: 6 раз в год. — Размещен на платформе "eLIBRARY.RU", ООО НЭБ: https://elibrary.ru/. — Доступ по паролю из сети Интернет (чтение). — <URL:https://www.elibrary.ru/title_about_new.asp?id=8248>.

Физика и химия обработки материалов = Physics and chemistry of materials treatment: научно-технический журнал / Российская академия наук, Институт металлургии и материаловедения им. А. А. Байкова. — Москва: Интерконтакт Наука, 2022 -. № 2, 2023. — (7 ст.). — Доступ по паролю из сети Интернет (чтение). — <URL:https://elibrary.ru/contents.asp?id=50767261>.