Исследования процессов образования нанопорошков Al, Al2O3 и AlN в плазме при воздействии серий сдвоенных лазерных импульсов на алюминиевый сплав АД1 в атмосфере воздуха

Abstract

Проведено исследование зависимости процессов образования смешанных нанопорошков Al2O3, AlN и Al, прекурсоров для изготовления нанокерамик, при воздействии сдвоенных лазерных импульсов с энергией 53 мДж и междуимпульсным интервалом 10 мкс на мишень из алюминиевого сплава АД1 от количества импульсов. Установлено, что наибольшая интенсивность полос субоксида AlO (прекурсора для получения Al2O3) и AlN наблюдается при 40-50 последовательных сдвоенных импульсах в серии. Для оценки возможности практического получения НП были использованы энергия импульсов 53 мДж, интервал между импульсами 10 мкс. Облучение проводили сериями из 50 сдвоенных импульсов на одну точку в течение 10 мин. Суммарное количество точек 100. Площадь 4х4 мм2 . Для анализа получаемых продуктов, осевших на поверхность пластинок из кремния, установленных вне зоны распространения лазерного факела (на дне и одной из сторон стеклянной кюветы), использовался сканирующий электронный микроскоп высокого разрешения MIRA3 с рентгеноспектральным микроанализатором EDX X-Max. Размер первичных частиц Al2O3, оцененный с помощью электронной микроскопии высокого разрешения, преимущественно составил 30-40 нм, AlN – 18-20 нм, а Al – 50-60 нм. Частицы собраны в агломераты