Структурно – фазовые превращения в стали и титановых сплавах при интенсивных внешних воздействиях тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.07, кандидат наук Жидков Михаил Владимирович

• Жидков Михаил Владимирович
• кандидат наук
• 2017

Оглавление диссертации кандидат наук Жидков Михаил Владимирович

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1. Закономерности формирования субмикрокристаллического и наноструктурированного состояний в аустенитной стали при воздействии

пластической деформацией

1.2 Особенности воздействия концентрированных потоков энергии на

поверхность и приповерхностные слои металлических материалов

1.2.1. Фемтосекундное лазерное облучение

1.2.1.1. Основные процессы, протекающие при лазерном воздействии ультракороткого импульса на поверхность твердого тела

1.2.1.2. Механизмы и закономерности лазерной абляции

1.2.1.3. Зона термического воздействия

1.2.1.4. Особенности формирования поверхностных нано - и микроструктур

1.2.1.5. Модификация свойств материалов лазерным облучением

1.2.2 Пучки ускоренных ионов

1.2.2.1 Особенности взаимодействия мощных ионных пучков с поверхностью металлических материалов

1.2.2.2 Структурно - фазовые превращения и изменение механических и других свойств приповерхностных слоев материалов

ГЛАВА 2. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЙ. ОБОСНОВАНИЕ ВЫБОРА МАТЕРИАЛОВ И МЕТОДОВ ИССЛЕДОВАНИЙ

2.1. Постановка задач исследований

2.2 Материалы и методы исследований

2.2.1 Термомеханическая обработка

2.2.2 Фемтосекундное лазерное облучение

2.2.3 Мощный импульсный ионный пучок

ГЛАВА 3. ОСОБЕННОСТИ ФОРМИРОВАНИЯ

СУБМИКРОКРИСТАЛЛИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ В АУСТЕНИТНОЙ СТАЛИ

СОЧЕТАНИЕМ МЕТОДОВ ПРОДОЛЬНОЙ И ПОПЕРЕЧНО-ВИНТОВОЙ ПРОКАТОК

3.1 Особенности изменения структурно-фазового состояния стали 12Х18Н10Т при прокатке

3.1.1 Продольная прокатка

3.1.2 Поперечно - винтовая прокатка

3.2 Изменение механических и магнитных свойств стали 12Х18Н10Т

ГЛАВА 4. ВЛИЯНИЕ ИМПУЛЬСНЫХ ИОННЫХ ПУЧКОВ НА ИЗМЕНЕНИЕ ТОПОГРАФИИ ПОВЕРХНОСТИ И ИСХОДНОЙ

СУБМИКРОКРИСТАЛЛИЧЕСКОЙ СТРУКТУРЫ ПРИПОВЕРХНОСТНЫХ СЛОЕВ АУСТЕНИТНОЙ СТАЛИ И ТИТАНОВЫХ СПЛАВОВ

4.1 Эволюция структурно - фазового состояния приповерхностных слоев

4.2 Исследование топографии поверхности

4.3 Исследование внутренней структуры кратера

4.4 Коррозионные свойства стали 12Х18Н10Т после импульсного ионного облучения

ГЛАВА 5. МОДИФИКАЦИЯ ПОВЕРХНОСТИ МАТЕРИАЛОВ ЛАЗЕРНЫМ ИЗЛУЧЕНИЕМ ФЕМТОСЕКУНДНОЙ ДЛИТЕЛЬНОСТИ

5.1 Исследование особенностей изменения структурно - фазового состояния и свойств приповерхностных слоев субмикрокристаллической стали 12Х18Н10Т

5.1.1 Изменение топографии поверхности

5.1.2. Изменение структурно-фазового состояния приповерхностных слоев

5.1.3 Изменение свойств смачиваемости

5.2 Влияние лазерного излучения на структурно - фазовое состояние и характер остаточных напряжений в приповерхностных слоях а+Р титановых сплавов

5.3 Особенности формирования оксидных слоев на поверхности титановых сплавов при воздействии фемтосекундного лазерного облучения

ВЫВОДЫ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

141

Введение

К настоящему времени в многочисленных исследованиях различных научных коллективов обоснована перспективность формирования субмикрокристаллических (СМК) и наноструктурированных (НС) структурных состояний с развитой системой внутренних поверхностей раздела (субзерен, границ зерен (ГЗ), вторичных фаз) в металлах и сплавах с использованием воздействия больших (интенсивных, ИПД) пластических деформаций (БПД) с целью улучшения их эксплуатационных характеристик [1-11]. Особенно это актуально для широко применяемых в различных отраслях промышленности металлических материалов, которые нельзя упрочнить простой закалкой. К ним, в частности, относятся хромоникелевые аустенитные стали и однофазные альфа -титановые сплавы. Наряду с широко известными методами ИПД (кручение под высоким давлением, РКУП), перспективными технологиями формирования СМК и НС состояний являются также активно развиваемые в последнее десятилетие традиционные методы обработки металлов давлением - продольная и поперечно-винтовая прокатка, обеспечивающие высокий уровень накопленной деформации и эффективное измельчение структуры, при этом характеризующиеся простотой, универсальностью и высокой производительностью и экономичностью [3, 12, 13]. Использование указанных методов для технически чистого титана ВТ1 -0 позволило формировать НС и СМК состояния с улучшенными механическими характеристиками [3-5], в связи с этим значительный научный и практический интерес представляет исследование возможности применения рассматриваемых методов для обработки упоминавшихся выше аустенитных сталей. Несмотря на широкое применение сталей данного класса в различных отраслях машиностроения, в том числе, обусловленном их высокой коррозионной стойкостью и жаростойкостью, использование таких сталей в высоконагруженных конструкциях и изделиях ответственного назначения ограничено невысоким уровнем их прочностных свойств. В этой связи

актуальными являются вопросы, связанные с исследованием закономерностей и особенностей формирования СМК/НС состояний в такой стали методами продольной и поперечно-винтовой прокатки.

Как известно, с течением времени титан и его сплавы активно конкурируют со сталями по наращиванию общего объема выпуска и, вытесняя постепенно последние из различных областей применения. Титан и его сплавы являются к настоящему времени одними из важнейших конструкционных и функциональных материалов. Широкое распространение титановых сплавов в авиации, судостроении, химической промышленности и медицине обусловлено выгодным сочетанием высоких механических свойств и малого удельного веса, а также высокой коррозионной стойкостью. Тем не менее, ответственные сферы применения титановых сплавов требует дальнейшего повышения их эксплуатационных характеристик. Известно, что эксплуатационные свойства изделий из металлических материалов, в том числе широко применяемых на практике сталей и титановых сплавов, во многом определяются качеством обработки их поверхности и состоянием приповерхностных слоев [14]. Одним из перспективных направлений в области создания новых технологий обработки материалов является поверхностная модификация металлов и сплавов концентрированными потоками энергии, в частности, лазерным излучением короткой и ультракороткой длительности (нано - и фемтосекундного диапазона) [15-19] или пучками ускоренных ионов [20-22]. Развивающиеся при таком воздействии (зачастую в условиях, далеких от термодинамического равновесия) процессы, связанные с перестройкой структуры, физико-химическими превращениями и изменением топографии поверхности, придают ей уникальный комплекс физико-химических свойств. Одним из важных преимуществ указанных методов поверхностной обработки является малая глубина зоны термического воздействия, что позволяет осуществлять сильнолокализованную модификацию отдельных участков поверхности обрабатываемых материалов, не оказывая заметного негативного влияния на свойства приповерхностных слоев материала. Это особенно важно для изделий из СМК и НС материалов, характеризующихся

низкой термической стабильностью структуры и свойств. Анализ литературных данных показывает, что данные виды поверхностной обработки являются перспективными и активно развиваются в настоящее время, однако дальнейший прогресс в области модификации поверхности металлических материалов рассматриваемыми методами возможен только при комплексном исследовании процессов взаимодействия концентрированных потоков энергии с поверхностными и приповерхностными слоями материалов. В связи с этим актуальными являются исследования, направленные на изучение закономерностей и физических механизмов структурно-фазовых превращений в поверхностных и приповерхностных слоях конструкционных и функциональных металлических материалов (стали и активно конкурирующих с ними в различных областях реального применения титановых сплавов), в том числе в НС и СМК состояниях, при обработке их поверхности импульсными ионными пучками и фемтосекундным лазерным излучением.

Целью диссертационной работы является изучение особенностей формирования субмикрокристаллической структуры в аустенитной стали методами продольной и поперечно - винтовой прокаток и сравнительное исследование закономерностей структурно - фазовых превращений в приповерхностных слоях стали и титановых сплавов (в том числе в исходном субмикрокристаллическом состоянии) при обработке их поверхности импульсными ионными пучками и фемтосекундным лазерным излучением.

Научная новизна

1. Установлено, что воздействие мощного ионного пучка на поверхность стали 12Х18Н10Т в исходном субмикрокристаллическом структурном состоянии с вытянутыми вдоль направления прокатки зернами приводит к формированию в приповерхностном слое практически равноосной зеренной структуры (размер зерен ~ 450 нм, КНЗ~1.4) с высокой долей большеугловых границ зерен (~ 90%).

2. На примере исследуемой стали обоснована возможность формирования многомасштабной квазипериодической структуры поверхностного слоя,

обладающего супергидрофобными (величина краевого угла смачивания ©>150°) свойствами с использованием метода фемтосекундной лазерной обработки (ФЛО) (без дополнительного использования гидрофобизующих агентов).

3. На примере титановых сплавов ВТ6 и ВТ16 установлено, что воздействие

л

фемтосекундного лазерного облучения (X ~ 744 нм, т= 100 фс, F0 ~ 1 Дж/см2) позволяет увеличить объемную долю Р-фазы и одновременно сформировать препятствующие трещинообразованию остаточные сжимающие напряжения в приповерхностном слое (толщиной~2 мкм). Показана возможность формирования микропористого нанокристаллического оксидного покрытия (толщина ~ 50 мкм) на поверхности титановых сплавов ВТ1 -0 и ВТ6 при многоимпульсном фемтосекундном лазерном облучении (Х= 1030 нм, х-300 фс, F 0 ~ 3.4 Дж/см2).

Практическая значимость На основе результатов экспериментальных исследований особенностей формирования субмикрокристаллического структурного состояния в стали 12Х18Н10Т с использованием продольной и поперечно - винтовой прокаток могут быть разработаны, оптимизированы и реализованы в опытном производстве технологические режимы производства прутков хромоникелевых сталей с улучшенными технологическими свойствами.

Результаты исследований особенностей и закономерностей структурно -фазовых превращений в поверхностных и приповерхностных слоях при воздействии на поверхность материалов концентрированными потоками энергии могут быть использованы для разработки и оптимизации технологии модифицирования поверхностей изделий и инструмента, в том числе в исходном субмикрокристаллическом состоянии.

Положения, выносимые на защиту:

1. Неизвестный ранее эффект превращения исходной волокнистой зеренно -субзеренной структуры в рекристаллизованную субмикрокристаллическую

структуру с равноосными зернами и высокой (до 90%) долей большеугловых границ зерен при обработке мощным импульсным ионным пучком. 2. Закономерности и особенности структурно - фазовых превращений в поверхностных и приповерхностных слоях СМК аустенитной стали и титановых сплавов при воздействии лазерного излучения фемтосекундной длительности.

Связь работы с научными программами и темами.

Диссертационная работа выполнена на базе Научно-образовательного Центра «Наноструктурные материалы и нанотехнологии» и кафедры наноматериалов и нанотехнологий Белгородского государственного национального исследовательского университета (НИУ «БелГУ») на базе Научного центра РАН в Черноголовке, а также лаборатории физико-химической инженерии композиционных материалов Института проблем химической физики РАН (ИПХФ РАН) в соответствии с планом работ по проектной части государственного задания Министерства образования ВУЗам №3.3144.2017/ПЧ («Исследование закономерностей и механизмов формирования границ раздела и структуры композитных покрытий на

поверхности титановых сплавов при комбинированном воздействии ультракоротких лазерных импульсов и микроплазмы дугового разряда», 20162018 гг.), а также в соответствии с планами работ по Программе фундаментальных исследований Президиума РАН № 1 «НАНОСТРУКТУРЫ: ФИЗИКА, ХИМИЯ, БИОЛОГИЯ, ОСНОВЫ ТЕХНОЛОГИЙ» "Создание принципиально новых типов конструкционных и функциональных наноматериалов, в том числе защитных наноструктурированных покрытий"

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Структурно – фазовые превращения в стали и титановых сплавах при интенсивных внешних воздействиях»

Апробация работы.

Материалы диссертационной работы были доложены и обсуждены на международных и всероссийских конференциях и семинарах: Всероссийская научно-техническая конференция "Новые материалы и технологии" - НМТ-2012, Москва, 20-22 ноября 2012 года; 12-я Всероссийская с международным участием

научно-техническая конференция «Быстрозакаленные материалы и покрытия» -БМП - 2013, Москва, 26-27 ноября 2013 года; III Международная научно-техническая конференция молодых ученых, аспирантов и студентов «Высокие технологии в современной науке и технике» ВТСНТ - 2014, 26-28 марта, Томск; 11-я Международная конференция «Взаимодействие излучений с твердым телом», 23-25 сентября 2015 г., Минск, Беларусь; IV Международная научная конференция «Фундаментальные исследования и инновационные технологии в машиностроении», 2015, Москва, 24-26 ноября.

Публикации.

Основное содержание диссертационной работы отражено в 15 печатных работах, опубликованных в научных журналах и сборниках трудов конференции, из них 6 - статьи в журналах, рекомендованных ВАК.

Личный вклад автора в проведение исследований и получения результатов является определяющим. Все результаты, приведенные в диссертационной работе, получены либо самим автором, либо при его непосредственном участии.

Объем и структура диссертации

Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, выводов, списка используемой литературы, включающего 170 наименований. Диссертационная работа содержит 164 страницы, 69 рисунков и 11 таблиц.

Глава 1. Литературный обзор.

1.1. Закономерности формирования субмикрокристаллического и наноструктурированного состояния в аустенитной стали при воздействии

пластической деформацией

Корреляция свойств материала с его структурой уже давно отмечена учеными, именно поэтому большинство работ сегодня посвящено созданию в металлах и сплавах регламентированной структуры, обеспечивающей необходимый комплекс физико-механических свойств изделия. Зернограничное упрочнение за счет создания ультрамелкозернистой (УМЗ), субмикрокристаллической (СМК) или нано (НС) структуры оказалось одним из эффективных путей решения задачи по повышению служебных характеристик целого ряда широко используемых конструкционных и функциональных материалов. Этот путь особенно перспективен для термонеупрочняемых материалов, в частности, хромоникелевых нержавеющих сталей, так как, несмотря на широкое применение данных материалов в различных отраслях машиностроения ввиду высокой коррозионной стойкости и жаростойкости, использование их в высоконагруженных конструкциях зачастую существенно ограничено невысоким уровнем прочностных свойств [23].

Традиционно увеличение прочности аустенитных сталей реализовывалось за счет создания в них полигонизованной структуры путем термомеханической обработки [24], однако эффект в этом случае не превышал 30%. Систематические исследования литературных данных показывают, что формирование СМК и НС состояний в сталях типа Х18Н10Т воздействием интенсивной пластической деформации (ИПД) является эффективным способом повышения их прочностных характеристик, при этом в зависимости от условий термомеханической обработки, основными структурообразующими механизмами могут быть фрагментация, динамическая рекристаллизация и фазовые превращения.

В работе [23] исследованы особенности деформационного поведения СМК и УМЗ нержавеющих сталей, полученных методами ИПД (всесторонняя ковка, криогенная деформация). Показано, что в нержавеющих сталях эффективное измельчение зеренной структуры происходит при ИПД с поэтапным снижением температуры деформации в интервалах 900-400°С и для аустенитных сталей с протеканием динамической рекристаллизации, динамической полигонизации, фрагментации. Динамическая рекристаллизация и полигонизация являются основными структурообразующими механизмами в температурном интервале выше 800оС. Таким образом, на различных этапах деформационной обработки возможно образование СМК структуры с преобладанием фрагментированной или преимущественно зеренной составляющей. Термическая стабильность полученных СМК структур не превышает температуру последнего этапа обработки (для аустенитной стали типа Х18Н10Т ~ 0,5 Тпл). Нержавеющие стали с СМК структурой показывают высокие прочностные характеристики при удовлетворительной пластичности. Прирост прочности в сталях с СМК -структурой, полученной с использованием криогенной деформации - 300-400%, всесторонней ковки - 150%. При этом отмечается, что возможно регулирование механических свойств нержавеющих сталей в широком диапазоне за счет формирования структуры с преобладанием фрагментированной или зеренной составляющей. Также авторами установлено, что СМК нержавеющие стали показывают более высокие напряжения течения и скорости релаксации напряжений по сравнению с крупнозернистым (КЗ) состоянием. СМК сталям характерна более ранняя локализация пластического течения, о чем свидетельствует наличие протяженной стадии деформации Людерса с минимальным коэффициентом деформационного упрочнения. Предположено, что пластическое течение в СМК стали на равномерной стадии осуществляется путем формирования полос деформации, охватывающих группы зерен [ 23].

Авторами работ [9-11, 25] подробно исследована возможность повышения прочностных характеристик стали типа 18-10 путем формирования УМЗ, СМК и НС состояний методом равноканального углового прессования (РКУП). Так в

работе [9] в стали 12Х18Н10Т методом РКУП при 400 оС (число проходов (n) =4; степень деформации (е) ~ 2.67) получена неоднородная фрагментированная УМЗ структура, обеспечивающая двукратное увеличении прочностных свойств при снижении относительного удлинения в 4 раза. Полученная аустенитная структура стабильна при нагреве вплоть до температуры 600оС. Начиная с этой температуры инициируется рост зерен, происходит снижение микротвёрдости и увеличение пластичности. В работе [10] методом РКУП при комнатной температуре за счет формирования двухфазного (у+а) СМК состояния с размером элементов зеренно-субзеренной структуры 100-250 нм удалось существенно повысить прочностные характеристики стали 08Х18Н10Т (а02=1400 МПа, 5=11%).

В работе [11] исследованы особенности структурно - фазовых превращений в стали 12Х18Н10Т после обработки сортовой прокаткой при комнатной температуре. После степеней деформации е < 0.3 в исходной аустенитной структуре появляются мартенсит деформации и скопления дислокаций в у -матрице, затем при степенях деформации е от 0.3 до 1 формируется дислокационная ячеистая структура. После деформации со степенью е >1.5 субзерна вытягиваются вдоль оси прокатки и разворачиваются относительно друг друга. С увеличением степени деформации больше 1.5 происходит непрерывный рост углов разориентировки субзерен, при незначительном уменьшении их размеров. После значений е >2.1 появляются некристаллографические полосы сдвига, в которых наблюдаются СМК - структура с зерном размером около 1 00 нм и менее. При прокатке в гладких валках при комнатной температуре происходит существенное возрастание прочности (а02 с 210 до1300 МПа) и чрезвычайное снижение пластичности (5 с 70 до 2.9 %) материала. После прокатки начиная с умеренных степеней деформации е >1, отсутствует пластичность наведенная превращением (ПНП или TRIP - эффект) и относительное удлинение принимает очень низкие значения. В холоднокатаном материале формируется неоднородная разнозернистая структура, что также не способствует высоким характеристикам пластичности [11].

В работе [11] также рассмотрены изменения механических свойств стали 12Х18Н10Т после ИПД методом РКУП и методом прокатки в гладких валках. После РКУ - прессования (е=2.1; п=4) при комнатной температуре достигается значительное увеличение прочностных свойств (ав=1550 МПа, а02=1340 МПа 5 =27%; ШТ= 47 против исходных ав=560 МПа, а02=210 МПа 5 =70%; НЯС= 16). Структура стали после РКУ - прессования при данных условиях состоит из достаточно равноосных кристаллов мартенсита и аустенита. Наблюдается повышенная плотность дислокаций, размер мартенситных зерен колеблется в диапазоне 70 - 140 нм, причем встречаются зерна 25 - 50 нм, образовавшиеся при дроблении мартенситных пластин и двойников, доля мартенсита составила 45%. Данное состояние стабильно до температуры отжига 6500С, дальнейшее повышение температуры приводит к началу рекристаллизации и увеличению размера зерна. Наиболее оптимальным является часовой отжиг при температуре 5500С, при котором практически не изменяется прочность, а пластичность несколько повышается за счет процессов перераспределения и аннигиляции дислокаций, уменьшения доли мартенситной фазы. С сохранением прочностных свойств авторы работы связывают образование фазонаклепанного аустенита.

Стоит отметить, что метод упрочнения метастабильных аустенитных сталей с помощью прямого и обратного мартенситных превращений (у^-а^-у) в настоящее время изучен достаточно обширно. Упрочнение фазовым наклепом обычно осуществляется на метастабильных аустенитных сталях с мартенситной точкой Мн, находящейся в области отрицательных температур [28]. Прямое мартенситное превращение у^а осуществляется в процессе охлаждения ниже Мн, а обратное мартенситное превращение а^у реализуется при нагреве выше температурного интервала Ан - Ак (в зависимости от состава сталей - это температуры 400...800 оС). Следствием такого двойного мартенситного превращения у^а^у является существенное повышение предела текучести аустенита (например, в аустенитных сплавах железа с 29 -32 мас. % М от 150 до 400 МПа) за счет фазового наклепа.

Характерным признаком фазонаклепанного аустенита, образующегося при

сдвиговом ОЦК^ГЦК - превращении, может являться повышенная плотность

10 2

дислокаций в аустенитных кристаллах (~3 10 см-). Существуют различные точки зрения на причины возникновения фазового наклепа в результате двойного мартенситного превращения у^-а^-у в метастабильных аустенитных сталях [28]. Согласно [29], основной вклад в упрочнение вносит прямое мартенситное превращение, а роль обратного мартенситного превращения сводится лишь в трансляции в аустенит структурных несовершенств мартенсита в процессе сдвиговой перестройки решеток а^у при нагреве. Обнаружено, что аустенит наследует границы мартенситных реек или полигональные границы, если при нагреве до температуры превращения происходила полигонизация мартенсита [28]. С другой стороны, сдвиговое а^у превращение, происходящее с изменением формы и удельного объема превращающихся фаз, должно непосредственно оказывать значительное влияние на формирование дислокационной структуры и упрочнение аустенита [30].

Рассмотренная структурная особенность аустенитных метастабильных сталей открывает возможности для реализации наносостояния и существенного изменения функциональных свойств материала. Так, в [ 28] исследованы условия получения объемного наносостояния в метастабильных никелевых аустенитных сталях при прямом и обратном мартенситных превращения. Показано, что в результате медленного нагрева со скоростью 0,2 - 0,4 К/мин. при обратном а^у превращении наблюдается размножение у - ориентаций, что вызывает измельчение структуры аустенита до наноуровня и существенное увеличение прочностных характеристик. В работе [31] с использованием прямого (прокатка при Т= -196оС со степенью обжатия ~35%) и обратного (отжиг при 650оС в течении 1 часа) мартенситного превращения была получена аустенитная СМК структура со средним размером зерна порядка 0.15 мкм. Полученное состояние обеспечило повышение предела прочности до 1160 МПа при сохранении пластичности на достаточно высоком уровне в 22%.

Стоит отметить, что инициация мартенситного превращения у^(е, а) с образованием малоуглеродистого мартенсита деформации возможна в аустенитных сталях с метастабильным аустенитом при холодной пластической деформации, если температура термомеханической обработки (Тд) ниже температуры начала мартенситного превращения для данной стали (Мд). При этом мартенситное превращение может являться одним из основных структурообразующих механизмов при холодной пластической деформации. Положение температуры Мд определяется составом легирующих элементов и может быть изменено в процессе термической/термомеханической обработки.

В метастабильных аустенитных сталях, упрочненных термомеханической обработкой, мартенситное превращение может развиваться и при последующей деформации, что обеспечивает существенное повышение пластичности материала. В связи с этим для сталей, обладающих интенсивной кинетикой мартенситного превращения, необходимо проводить термомеханическую обработку таким образом, чтобы стабилизировать (стабилизация фазы -затруднение превращения ее в мартенсит в результате теплового или деформационного воздействия [26]) аустенит. Степень стабилизации должна быть такова, чтобы получить оптимальную кинетику мартенситного превращения. Указанная стабилизация достигается в результате формирования ячеистой структуры, закрепления дислокаций примесными атомами, наиболее полного растворения легирующих элементов в аустените. Для стабильных материалов и для сталей с «вялой» кинетикой мартенситного превращения необходима дестабилизация аустенита в процессе термомеханической обработки за счет обеднения твердого раствора легирующими элементами. В этом случае дестабилизация аустенита позволяет получить оптимальную кинетику мартенситного превращения, обеспечивающую высокие пластические свойства [28]. Одновременно с пластичностью (5) увеличиваются и прочностные характеристики [26], однако необходимо отметить, что уровень 5мах (максимальной пластичности) для разных сталей колеблется в широких пределах и в совокупности с уровнем стабильности по отношению к мартенситному

превращению и его кинетикой, определяется также температурой испытания и скоростью деформации.

Вследствие превращения при деформации (испытаниях) аустенита в более прочную а - фазу повышается пластичность благодаря увеличению сопротивляемости материала локализованному течению. Появление мартенсита деформации в том месте, где зарождается шейка, локально упрочняет материал. В результате этого процесса течение распространяется на соседние участки материала и постепенно в деформацию вовлекается весь объем образца. При растяжении в области шейки наблюдается скопление дислокаций, которые в стабильном аустените создают напряжения, обуславливающие разрушение материала. В метастабильной деформированной стали происходит у^-а превращение, вызывающее перераспределение и наследование дислокаций [27]. Необходимая перестройка в дислокационных скоплениях обусловливает релаксацию напряжений, способных привести к разрушению образца. Указанный механизм ответственен за получение высоких значений 5, при этом основную часть деформации составляет равномерное удлинение, а сосредоточенное мало или практически отсутствует [28]. Эффект мартенситообразования под действием деформации нашел разнообразное практическое применение (стали с высокой кавитационной стойкостью, трип - стали).

1.2 Особенности воздействия концентрированных потоков энергии на поверхность и приповерхностные слои металлических материалов

В 70-80-тые годы прошлого столетия наряду с традиционными методами упрочняющего объемного воздействия на металлические материалы, такими как термомеханическая обработка, закалка и ударно-волновое нагружение, появилась возможность проводить поверхностную обработку концентрированными

3 2

потоками энергии (более 10 Вт/см ) [32]. К последним относятся электронные и ионные пучки, лазерное излучение, потоки плазмы и другие виды воздействий. При обработке концентрированными потоками энергии одновременно может

осуществляться радиационное, тепловое и ударно-механическое воздействия. Развивающиеся при этом процессы перестройки структуры происходят в условиях, далеких от термодинамически равновесных, и позволяют получать поверхностные слои с уникальным комплексом физико-механических свойств.

1.2.1. Фемтосекундное лазерное облучение

Лазеры с фемтосекундными импульсами появились более 30 лет назад, и на сегодняшний день они имеют большое количество приложений в науке и технике, в том числе и в области поверхностной модификации материалов. Отличительной их особенностью является концентрация световой энергии в предельно малом временном интервале. В настоящее время фемтосекундными лазерами надежно генерируются импульсы длительностью (х^ порядка 10 фс и даже менее (1 фемтосекунда (фс) = 10-15 с). О временном масштабе таких процессов красноречиво говорит следующий пример: 10 фс / 1 мин = 1мин / возраст

Вселенной [32]. Существуют экспериментальные установки и с еще более

18

короткими, аттосекундными (1 аттосекунда (ас) = 10- с) импульсами, но они еще не получили достаточно широкого распространения [33].

Процессы, протекающие при лазерном воздействии в поверхностных и приповерхностных слоях твердого тела существенно зависят от длительности лазерного импульса (х^. Существует граница, связанная с временем электрон -фононной релаксации хЕ (от нескольких до десятков пикосекунд для разных материалов) и разделяющая два основных режима воздействия. Режим «длинных» импульсов соответствует длительности импульса х^>хЕ, и тепловые процессы (поверхностное плавление и испарение) в таком случае начинают происходить уже во время поглощения лазерного импульса. Режиму «коротких» импульсов соответствуют длительности короче хЕ (х^10-12 с) , при которых лазерный импульс за время своего воздействия нагревает только электронную подсистему, оставляя кристаллическую решетку

практически невозмущенной, пока относительно медленный процесс возбуждения фононов электронами не приведет к ее нагреву [ 19].

Другой особенностью фемтосекундных лазерных импульсов, также связанной с малой длительностью, является возможность достижения колоссальных значений пиковой мощности в импульсе. При этом в связи с малой длительностью, такие рекордные пиковые мощности достигаются при относительно небольшой величине энергии лазерного импульса (несколько джоулей), а сами лазерные системы при этом являются достаточно компактными [32]. В настоящее время широко применяются коммерческие лазерные установки (твердотельные и волоконные), сконструированные на основе пассивной синхронизации мод и усилении чирпированных импульсов, генерирующие лазерные импульсы видимого и ИК диапазона с длительностями импульсов вплоть до значений тт> > 20 фс и пиковой мощностью больше гигаваттного уровня [19].

1.2.1.1. Основные процессы, протекающие при лазерном воздействии ультракороткого импульса на поверхность твердого тела

При действии на поверхность металлического материала лазерного излучения фемтосекундной длительности поглощение света происходит в поверхностном скин - слое глубиной 10-20 нм [34]. Первичный акт поглощения энергии импульса происходит в электронной подсистеме. Возбужденные электроны движутся баллистически вглубь материала со скоростью, близкой к скорости Ферми (~106 м/с), попутно происходит их столкновения с электронами вблизи уровня Ферми. Через короткое время в электронной подсистеме устанавливается равновесие и горячие электроны диффундируют вглубь электронного газа со скоростью порядка 104 м/с [35]. Установление равновесия в электронной подсистеме в металле за счет электрон-электронных соударений согласно [36] происходит во временном интервале порядка 10-15 - 10-14 с. Таким образом, на коротких временах энергия оптического возбуждения, поглощенная свободными носителями металла, остается в электронной

подсистеме и термализуется [37]: температура электронов может на короткое время (тее ~ 10 -13 - 10 -14 с) сильно "оторваться" от температуры решетки [38] и на временах t < хее материал будет характеризоваться наличием горячей (ТЕ ~ 1 эВ (или ~104 К)) электронной подсистемы и холодной решетки (ТР ~ 300 К), т. е. происходит формирование двухтемпературного (2Т) слоя шириной порядка нескольких десятков нанометров, существующего в течение нескольких пикосекунд. Данные неравновесные процессы описывают при помощи, так называемой, двухтемпературной модели, которая представляет собой систему из двух уравнений теплопроводности - для электронов и решетки. В начале электронная температура в 2Т - слое быстро растет, достигая, согласно [33], значений в десятки тысяч кельвин. Когда действие ультракороткого импульса (УКИ) заканчивается, электронная температура перестает расти и только через некоторое время (порядка нескольких пикосекунд) после поглощения УКИ поверхностью энергия от электронной подсистемы металла начинает передаваться решетке и электронная температура начинает падать за счет электронно-фононной релаксации. Ионная температура продолжает расти, что в итоге, приводит к выравниванию электронной и ионной температур, после чего процесс рассматривается как однотемпературный. Этапы установления равновесия сопровождаются также усиленной диффузией носителей в области материала, не подвергнутой действию лазерного импульса. Стоит отметить, что процессы, происходящие в металле до выравнивания температур формируют слой нагреваемого вещества, который влияет на последующее распространение возмущения вглубь металла [33].

Так, существенное влияние на перенос энергии на 2Т-стадии оказывает электронная теплопроводность, которая приводит к распространению тепловой

волны вглубь металла. Для грубой оценки глубины проникновения тепловой

1/2

волны можно воспользоваться соотношением ёг=(хЦ) , где % - коэффициент

5 4 2

температуропроводности (для металлов 10- - 10- м /с), а Ц - время существования 2Т - слоя. Из этого соотношения можно сделать вывод, что при Ц = 10-10 - 10-12 с глубина теплового воздействия ничтожно мала (масштабы

1 2

прогрева в диапазоне ~ 10 - 10 нм). Поскольку ионы успевают нагреться до температур, превышающих температуру плавления, фронт плавления движется вглубь dt слоя, следуя за тепловой волной, скорость распространения которой значительно превышает звуковую (порядка нескольких тысяч м/с для металлических материалов). Поэтому об этом эффекте говорят как о неравновесном «сверхзвуковом плавлении» (supersonic melting) или гомогенном плавлении. Плавление происходит за счет образования зародышей жидкой фазы в двухфазной области внутри 2Т-слоя. Причиной возникновения эффекта сверхзвукового плавления является более высокая скорость теплового движения электронов по сравнению с ионами. Из -за этой разницы перенос тепла электронами становится основным фактором, влияющим на плавление металла на 2Т-стадии.

Также, согласно [39, 40] быстрое распространение потока электронного газа может приводить к возникновению высоких давлений в приповерхностной области. Согласно 2Т - гидродинамической модели, рассмотренной в [33] состояние металла в конце 2Т - стадии характеризуется большим давлением (порядка 10 ГПа для алюминия) и плотностью, примерно равной плотности при комнатной температуре. Это сильное возмущение давления впоследствии распространяется вглубь материала и определяет все дальнейшие гидродинамические процессы, происходящие в нем.

В таблице 1.1 приведены приблизительные временные масштабы основных процессов, происходящих после/во время поглощения одиночного УКИ. Из анализа приведенной таблицы видно, что поглощение УКИ с

13

длительностью порядка 10-13 и менее происходит без нагрева кристаллической решетки.

Таблица 1. 1 Временные масштабы основных процессов, происходящих в

металлическом материале. Адаптировано из [19].

Процесс Время, с

Поглощение энергии «свободными» электронами в металле. Начало электронной фотоэмиссии. 10-15 [36]

Установление равновесия в электронной подсистеме в металле за счет электрон-электронных соударений. 10-15 - 10-14 [36]

Установление равновесия между подсистемой возбужденных носителей и решеткой (внутризонная релаксация) испускание фононов. Нагрев решетки. Плавление. Деформация поверхности. Абляция. 10-12 - 10-9 [38]

1.2.1.2. Механизмы и закономерности лазерной абляции

В физической литературе термин «абляция» (от лат. «ablatio» — отнятие) обозначает совокупность сложных физико-химических процессов, результатом которых является удаление вещества с поверхности раздела фаз. Лазерной абляцией называется унос вещества с поверхности материала вследствие его облучения одним или несколькими лазерными импульсами [33].

Выделяют следующие главные особенности лазерной абляции:

1. лазерная абляция связана с непосредственным поглощением энергии лазерного импульса в веществе;

2. результатом лазерной абляции является формирование плазменного облака;

3. лазерная абляция происходит на границе раздела конденсированной и газообразной (или вакуума) или жидкой фаз;

4. лазерная абляция имеет пороговый характер.

В случае наносекундных и более длинных импульсов абляция всегда имеет испарительный характер, однако при облучении материала ультракоротким лазерным импульсом (субпикосекундного или фемтосекундного диапазона) возможны особые режимы лазерной абляции, не имеющие аналогов в случае более длинных импульсов [33].

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Жидков Михаил Владимирович, 2017 год

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Kolobov Yu.R., Valiev R.Z. et al., "Grain Boundary Diffusion and Properties of Nanostructured Materials" // Cambridge International Science Publishing, 2007, 250 p. (Колобов Ю.Р., Валиев Р.З., Грабовецкая Г.П. и др. Зернограничная диффузия и свойства наноструктурных материалов. - Новосибирск: Наука, 2001. - 232 с.)

2. Рыбин В.В. Большие пластические деформации и разрушение металлов. М.: Металлургия, 1986. — 224 с.

3. Иванов М.Б., Колобов Ю.Р., Голосов Е.В., Кузьменко И.Н., Вейнов В.П., Нечаенко Д.А., Кунгурцев Е.С. Механические свойства наноструктурного титана серийного производства // Российские нанотехнологии. - 2011. - Т. 6. - № 5-6. -С. 108-114.

4. Е.В. Голосов, Ю.Р. Колобов Роль диффузионно -контролируемых процессов в формировании структуры и свойств наноструктурных металлических материалов // Перспективные технологии и методы контроля. - Витебск: изд-во УО «ВГТУ». - 2009. - С. 400-428.

5. Колобов Ю.Р. Технологии формирования структуры и свойств титановых сплавов для медицинских имплантатов с биоактивными покрытиями / Ю.Р. Колобов // Российские нанотехнологии. - 2009. - №11-12. - С. 19-31.

6. M. Zehetbauer, R. Groessinger, H. Krenn et al. Bulk Nanostructured Functional Materials By Severe Plastic Deformation. // Advanced engineering materials. - 2010 -V.12 - Issue: 8 (Special Issue: SI) - Pp. 692-700.

7. Колобов Ю.Р., Дударев Е.Ф., Лэнгдон Т.Г., Почивалова Г.П., Найденкин Е.В., Проявление сверхпластичности и истинного зернограничного проскальзывания в сплавах Al-Mg-Li после равноканального углового прессования. // Металлы. -2004. - №2. - C. 116.

8. Перевезенцев В.Н. Высокоскоростная сверхпластичность алюминиевых сплавов с субмикро- и нанокристаллической структурой. // Вестник

Нижегородского университета им. Н.И. Лобачевского. - 2010. - № 5 (2). - C. 5869.

9. Zakirova A. A., Zaripova R. G. Structure, Properties, and Deformation behavior of corrosion-resistant steel 12Kh18N10T subjected to Equal - channel angular pressing // Russian Metallurgy (Metally. - 2011. - No. 4. - Pp. 320 - 325.

10. Dobatkin S. V., Rybal'chenko O. V., Raab G. I. Formation of a submicrocrystalline structure in austenitic 08Kh18N10T steel during equal-channel angular pressing followed by heating // Russian Metallurgy (Metally). - 2006. - No. 1. - Pp. 42-48.

11. Косицина И. И., Сагарадзе В. В. Фазовые превращения и механические свойства нержавеющей стали в наноструктурном состоянии // Известия РАН. Серия физическая. - 2007. - том 71, № 2. - C. 293-296.

12. Иванов М. Б., Пенкин А. В., Колобов Ю. Р., Голосов Е. В., Нечаенко Д. А., Божко С. А. Теплая поперечно-винтовая прокатка в валках конической формы как метод интенсивной пластической деформации.// Деформация и разрушение материалов. - 2010. - №9. - C. 13-18.

13. Интенсивные процессы обработки давлением вольфрама и молибдена / Шаповал А.Н., Горбатюк С.М., Шаповал А.А. - М. : Издательский дом «Руда и Металлы», 2006. - 352с.

14. Погребняк А. Д., Кульментьева О. П. Структурно - фазовые превращения в поверхностных слоях и свойства металлических материалов после импульсного воздействия пучков частиц // ФИП . - 2003. - Т. 1. - № 2. - С. 110-136.

15. Golosov E.V., Kolobov Y. R., Ionin A. A., Kudryashov S. I., Novoselov Y. N., Seleznev L. V., Sinitsyn D. V., Ligachev A. E., Ultrafast changes in the optical properties of a titanium surface and femtosecond laser writing of the one-dimensional quasi-periodic nanogratings of its relief // Journal of experimental and theoretical physics. - 2011. -Vol. 113. - No. 1. - Pp. 14-26.

16. Kolobov Yu. R., Golosov E. V., Vershinina T. N., Zhidkov M. V., Ionin A. A., Kudryashov S. I., Makarov S. V., Seleznev L. V., Sinitsyn D. V., Ligachev A. E., Structural transformation and residual stresses in surface layers of a + b titanium alloys

nanotextured by femtosecond laser pulses. Applied Physics A: Materials Science and Processing. - 2015. - Vol.119, no. 1. - Pp. 241 -247.

17. Golosov E. V., Ionin A. A., Kolobov Yu. R., Kudryashov S. I., Ligachev A. E., Makarov S. V., Novoselov Yu. N., Seleznev L. V., Sinitsyn D. V., Sharipov A. R., Near-threshold femtosecond laser fabrication of one-dimensional subwavelength nanogratings on a graphite surface // Physical Review. - 2011. -Vol. 83. - No. 11. - Pp. 14-26.

18. Ionin A.A., Kudryashov S.I., Makarov S.V., Rudenko A.A., Seleznev L.V., Sinitsyn D.V., Golosov E.V., Kolobov Y.R., Ligachev A.E., Beam spatial profile effect on femtosecond laser surface structuring of titanium in scanning regime // Applied Surface Science. - 2013. - Vol. 284. -No. 1. - Pp. 634-637.

19. Макаров С. В. Нано - и микроструктурирование поверхности металлов и полупроводников в воздухе при воздействии фемтосекундных лазерных импульсов // Диссертация на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук. - Москва, 2014. - 149 с.

20. Remnev G.E., Shulov V.A. Application of high-power ion beams for technology // Laser and Particle Beams. - 1993. - Vol.11, No.4. - Pp.707-731.

21. Pogrebnjak A.D., Remnev G.E., Kurakin L.B., Ligachev A.E. Structural, physical and chemical changes induced in metals and alloys exposed to high power ion beams // Nucl. Instrum. Meth. Phys. Res.B. - 1989. - v.36, iss.3. - Pp.286-305.

22. Диденко А. Н., Лигачев А. Е., Куракин И. Б. Воздействие пучков заряженных частиц на поверхность металлов и сплавов. М.: Энергоатомиздат, 1987. - 184 с.

23. Закирова А. А. Деформационное поведение и свойства субмикрокристаллических нержавеющих сталей 13Х25Т, 12Х18Н10Т, 10Х17Н8М2-ВД // Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. - Уфа. -2007. - 162 с.

24. Валиев P.3., Корзников A.B., Мулюков P.P. Структура и свойства металлических материалов с субмикрокристаллической структурой // ФММ. -1992. - № 4. - С. 70-86.

25. Kositsyna I. I., Sagaradze V. V., Kopylov V. I. Formation of high-strenght and high-plastic state in metastable austenitic steels by the method of equal-shannel angular pressing // Physics of metals and metallography. - 1999. - Vol. 88. - No. 5. - pp. 493-8

26. Садовский В. Д., Уваров А. И., Горбатенко Н. А. и др. Влияние разрушения на растяжение некоторых аустенитных стареющих сталей // Структура и свойства немагнитных сталей. М.: Наука. - 1982. - С. 136 - 142.

27. Брайнин Г. Э., Лихачев В. А. Кристаллография наследования дислокаций при мартенситных превращениях и двойниковании // Металлофизика. - 1982. - Т. 4. -№ 3. - С. 50-6.

28. Сагарадзе В. В., Уваров А. И. Упрочнение аустенитных сталей // М.: Наука, 1989. - 270 с.

29. Горбач В. Г. Явление фазового наклепа при у^-а^-у превращениях // Металлофизика. - 1970. - № 127. - С. 5 - 39.

30. Малышев К. А., Сагарадзе В. В., Сорокин И. П. и др. Фазовый наклеп аустенитных сталей на железоникелевой основе // М.: Наука, 1982. - 260 с.

31. Farkhutdinov K. G., Zaripova R. G., Breikina N. A. Submicrocrystalline 18-10 stainless steel: structure formation, mechanical and corrosion properties // Material Science and Engineering. - 1994. - № 174. - Pp. 217 -23.

32. Ашитков С. И. СВЕРХКОРОТКИЕ ЛАЗЕРНЫЕ ИМПУЛЬСЫ В НАУКЕ И ТЕХНИКЕ

33. Шепелев В. В. Численное моделирование взаимодействия фемтосекундных лазерных импульсов с металлми // Диссертация на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук. - Москва. - 2012. - 58 с.

34. Ашитков С. И., Иногамов Н. А., Жаховский В. В., Эмиров Ю. Н., Агранат М. Б., Олейник И. И., Анисомов С. И., Фортов В. Е. Образование нанополостей в поверхностном слое алюминиевой мишени при воздействии фемтосекундных лазерных импульсов // Письма ЖЭТФ. - 2012. - Т. 95. - Вып. 4. - С. 192-197

35. Hohlfeld J., Wellershoff S. S., Gudde J., Conrad U., Jahnke V., and Matthias E. Electron and Lattice Dynamics Following Optical Excitation of Metals // Chemical Physics. - 2000. - No. 251. - Pp. 237-258.

36. Жуков В.П., Чулков Е.В. Фемтосекундная динамика электронов в металлах // Успехи физических наук. - 2009. - Т. 179. - Вып. 2. - С. 113 - 146

37. Канавин А.П., Урюпин С.А. Нелокальный перенос тепла в вырожденном проводнике при нагреве фемтосекундным лазерным импульсом // Квантовая Электроника. - 2008. - Т. 38 . - С. 159 -165

38. Коротеев Н.И. , Шумай И.Л. Физика мощного лазерного излучения // М.: Наука. - 1991 . - 312 с.

39. Tzou D.Y., Chen J.K., and Beraun J.E. Recent Development of Ultrafast Thermoelasticity // J. Thermal Stresses. - 2005. - No. 28. - Pp. 563-594

40. Chen J. K., Beraun J. E., Tzou D. Y. A Semiclassical Two-Temperature Model for Ultrasfast Laser Heating // Int. J. Heat and Mass Transfer. - 2006. - No. 49. - pp. 307316.

41. Perez D., Lewis L.J. Ablation of Solids under Femtosecond Laser Pulses // Phys. Rev. Lett. - 2002. - Vol. 89. - No. 25. - Pp. 255504

42. Perez D., Lewis L.J. Molecular-dynamics study of ablation of solids under femtosecond laser pulses // Phys. Rev. B. - 2003. - No. 67. - Pp. 184102

43. Sugioka K., Meunier M.l, Piqu' A. Laser Precision Microfabrication // Springer. -2010. - p. 353.

44. Shen V.K., Debenedetti P.G. Density-functional study of homogeneous bubble nucleation in the stretched Lennard-Jones fluid // The Journal of Chemical Physics. -2001. - No. 114. -Pp. 4149-4159.

45. Holian B.L., Grady D.E. Fragmentation by Molecular Dynamics: The Microscopic "Big Bang" // Phys. Rev. Lett. - 1988. - Vol. 60. - pp. 1355 - 1358

46. Ashurst Wm.T., Holian B.L. Droplet formation by rapid expansion of a liquid // Phys. Rev. E.- 1999 - Vol. 59. - Pp. 6742-6752

47. L.V. Zhigilei, Z. Lin, D.S. Ivanov. Atomistic modeling of short pulse laser ablation of metals: connections between melting, spallation, and phase explosion // The Journal of Physical Chemistry C. - 2009. - Vol. 113. - P. 11892.

48 A.A. Ionin, S.I. Kudryashov, S.V. Makarov, P.N. Saltuganov, L.V. Seleznev, D.V. Sinitsyn, E.V. Golosov. Femtosecond laser modification of titanium surfaces: direct imprinting of hydroxylapatite nanopowder and wettability tuning via surface microstructuring // Laser Physics Letters. - 2013. - Vol. 10. - P. 045605.

49. Vidal F., Johnston T.W., Laville S., Barthélémy O., Chaker M., Drogoff B. Le, Margot J., Sabsabi M., Critical-Point Phase Separation in Laser Ablation of Conductors // Phys. Rev.Lett. - 2001. - Vol. 86. - Pp. 2573 - 2576.

50. Chen J.K., Beraun J.E. Modelling of ultrashort laser ablation of gold films in vacuum // J. Opt. A. - 2003. - Vol. 5. - Pp. 168 - 173.

51. Koch J., Korte F., Bauer T., Fallnich C., Ostendorf A., Chichkov B.N. Nanotexturing of gold films by femtosecond laser-induced melt dynamics //Appl. Phys. A. - 2005. - V. 81. - Pp. 325-328.

52. Jee Y., Becker M. F., Walser R. M., Laser-induced damage on single-crystal metal surfaces // J. Opt. Soc. Am. B. - 1988. - Vol. 5(3). - Pp. 648-659

53. Harzic R. Le, Huot N., Audouard E., Jonin C., and Laporte P. Comparison of heat-affected zones due to nanosecond and femtosecond laser pulses using transmission electronic microscopy // Applied physics letters. - 2002. - Vol. 80. - No. 21. - Pp. 3886-3888.

54. Corkum P. B., Brunel F., Sherman N. K., and Srinivasan-Rao T. Thermal Response of Metals to Ultrashort-Pulse Laser Excitation //Phys. Rev. Lett. - 1988. - Vol. 61. -No. 25. - Pp. 2886-2889.

55. Kanavin A. P., Smetanin I. V., Isakov V. A., Afanasiev Y. V., Chichkov B. N., Wellegehausen B., Nolte S., Momma C., and Tunnermann A. Heat transport in metals irradiated by ultrashort laser pulses // Phys. Rev. B. - 1998. - Vol. 57(23). - Pp. 14698 -14704.

56. Valette S., Audouard E., Harzic R. Le, Huot N., Laporte P., Fortunier R. Heat affected zone in aluminum single crystals submitted to femtosecond laser irradiations // Applied Surface Science. - 2005. - Vol. 239. - Pp. 381-386.

57. Luft A., Franz U., Emsermann A., Kaspar J. A study of thermal and mechanical effects on materials induced by pulsed laser drilling // Appl. Phys. A - 1996. - Vol. 63.

- Pp. 93-101.

58. Feng Q., Picard Y.N., Liu H., Yalisove S.M., Mourou G., Pollock T.M. Femtosecond laser micromachining of a single-crystal superalloy // Scripta Materialia. -2005. - Vol. 53. - Pp.511-516.

59. Hirayama Y., Obara M. Heat-affected zone and ablation rate of copper ablated with femtosecond laser Heat-affected zone and ablation rate of copper ablated with femtosecond laser // JOURNAL OF APPLIED PHYSICS. - 2005. Vol. 97. - P. 064903

60. Nayak B. K., Gupta M. C. Self-organized micro/nano structures in metal surfaces by ultrafast laser irradiation // Optics and Lasers in Engineering. - 2010. - Vol. 48. -No. 10.

- Pp. 940-949.

61. Golosov E.V., Kolobov Y. R., Ionin A. A., Kudryashov S. I., Novoselov Y. N., Seleznev L. V., Sinitsyn D. V., Ligachev A. E., Ultrafast changes in the optical properties of a titanium surface and femtosecond laser writing of the one-dimensional quasi-periodic nanogratings of its relief // Journal of experimental and theoretical physics. - 2011. -Vol. 113. - No. 1. - P. 14-26.

62. Jagdheesh R., Pathiraj B., Karatay E., Romer G. R. B. E., and Huis in't A. J., Veld Laser-Induced Nanoscale Superhydrophobic Structures on Metal Surfaces // Langmuir. -2011. -Vol. 27. - Pp. 8464-8469.

63. Kolobov Yu. R., Golosov E. V., Vershinina T. N., Zhidkov M. V., Ionin A. A., Kudryashov S. I., Makarov S. V., Seleznev L. V., Sinitsyn D. V., Ligachev A. E., Structural transformation and residual stresses in surface layers of a + b titanium alloys nanotextured by femtosecond laser pulses // Applied Physics A: Materials Science and Processing. - 2015. - Vol.119, no. 1. - Pp. 241-247.

64. Nathala C.S.R., Ajami A., Ionin A.A., Kudryashov S.I., Makarov S.V., Ganz T., Assion A., Husinsky W., Experimental study of fs-laser induced sub-100-nm periodic surface structures on titanium // Optics Express. - 2015. - Vol. 23 (55). - Pp. 59155929.

65. Qi L., Nishii K., and Namba Y. Regular subwavelength surface structures induced by femtosecond laser pulses on stainless steel // Optisc Letters. - 2009. - Vol. 34. - No. 12. - Pp. 1846-1848.

66. Ionin A.A., Kudryashov S.I., Makarov S.V., Rudenko A.A., Seleznev L.V., Sinitsyn D.V., Golosov E.V., Kolobov Y.R., Ligachev A.E., Beam spatial profile effect on femtosecond laser surface structuring of titanium in scanning regime // Applied Surface Science. - 2013. - Vol. 284. -No. 1. - Pp. 634-637.

67. Голосов Е.В., Ионин А.А., Колобов Ю.Р., Кудряшов С.И., Лигачев А.Е., Новоселов Ю.Н. , Селезнев Л.В., Синицын Д.В. Сверхбыстрые изменения оптических свойств титана и фемтосекундная лазерная запись одномерных периодических квазипериодических нанорешеток ее рельефа // ЖЭТФ. - 2011. -Т. 140. - С. 21.

68. Жаховский В. В., Иногамов Н. А., Nishihara К. Новый механизм формирования нанорельефа поверхности, облученной фемтосекундным лазерным импульсом // Письма в ЖЭТФ. - 2008. -Т. 87(8). - C. 491-496.

69. Huang M., Zhao F., Cheng Y., Xu N., Xu Z. Large area uniform nanostructures fabricated by direct femtosecond laser ablation // Opt. Express. - 2008. - Vol. 16. - P. 19354.

70. Vorobyev A. Y., Makin V. S., and Guo C. Periodic ordering of random surface nanostructures induced by femtosecond laser pulses on metals // J. Appl. Phys. - 2007. -Vol. 101. -P. 034903.

71. Yang Y., Yang J., Liang C., and Wang H. Ultra-broadband enhanced absorption of metal surfaces structured by femtosecond laser pulses // Opt. Exp. - 2008. - Vol. 16 (15). - Pp. 11259 -11265.

72. Miyaji G. and Miyazaki К. Origin of periodicity in nanostructuring on thin film surfaces ablated with femtosecond laser pulses // Opt. Exp. - 2008. - Vol.16. - Pp. 16265 - 16271.

73. Wu Q., Ma Y., Fang R., Liao Y., Yu Q., Chen X., and Wang K. Femtosecond laser-induced periodic surface structure on diamond film // Appl. Phys. Lett. - 2003. -Vol. 82. - P. 1703.

74. Tan B. and Venkatakrishnan K. A femtosecond laser-induced periodical surface structure on crystalline silicon // J. Micromech. Microeng. - 2006. - Vol. 16. - Pp. 1080-1085.

75. Hwang T., Guo C. Angular effects of nanostructure-covered femtosecond laser induced periodic surface structures on metals // J. Appl. Phys. - 2010. - Vol. 108. - P. 073523.

76. Ionin A.A., Kudryashov S.I., Makarov S.V., Seleznev L.V., Sinitsyn D.V., Golosov E.V., Golosova O.A., Kolobov Yu. R., Ligachev A.E. Femtosecond laser color marking of metal and semiconductor surfaces // Appl. Phys. A. - 2012. - Vol. 107. - P. 301.

77. Yasumaru N., Miyazaki K., Kiuchi J. Femtosecond-laser-induced nanostructure formed on hard thin films of TiN and DLC // Appl. Phys. A. - 2003. - Vol. 76. - P. 983

78. Sakabe S., Hashida M., Tokita S., Namba S., Okamuro K. Mechanism for self-formation of periodic grating structures on a metal surface by a femtosecond laser pulse // Phys. Rev. B. - 2009. - Vol. 79. - P. 033409

79. Ионин А.А. , Кудряшов С.И. , Макаров С. В. , Селезнев Л.В. , Синицын Д.В. Генерация и регистрация сверхмощных ударных волн при абляции поверхности алюминия под действием высокоинтенсивных фемтосекундных лазерных импульсов // Письма в ЖЭТФ. - 2011. - Т. 94. - С. 35 - 39.

80. Yong J., Becker M.F., Walser L.M. Laser-induced damage on single-crystal metal surfaces // JOSA B. - 1988. - Vol. 5. - Pp. 648-659.

81. Kolobov Y.R., Smolyakova M.Y., Kolobova A.Y., Ionin A.A., Kudryashov S.I., Makarov S.V., Saltuganov P.N., Zayarny D.A, Ligachev A.E. Superhydrophylic

textures fabricated by femtosecond laser pulses on sub-micro- and nano-crystalline titanium surfaces // Laser Physics Letters. - 2014. - Vol. 11 (12). - p. 125602

82. Kietzig A. M., Hatzikiriakos S. G., and Englezos P., Patterned Superhydrophobic Metallic Surfaces // Langmuir. - 2009. - Vol. 25. -No. 8. - Pp. 4821-4827

83. Kam D. H., Bhattacharya S., Mazumder J., Control of the wetting properties of an AISI 316L stainless steel surface by femtosecond laser-induced surface modification // Journal of micromechanics and microengineering. - 2012. - Vol. 22. - No. 10. - P. 105019

84. Vorobyev A. Y., Guo Ch., Multifunctional surfaces produced by femtosecond laser pulses // Journal of applied physics. - 2015. - Vol. 117. - p. 033103

85. Diebold E. D., Mack N. H., Doorn S. K., and Mazur E. Femtosecond Laser-Nanostructured Substrates for Surface-Enhanced Raman Scattering // Langmuir. -2009. - Vol. 25. - No.3. - Pp. 1790 -1794.

86. Carey J. E., Crouch C. H., Shen M., and Mazur E. Visible and near-infrared responsivity of femtosecond-laser microstructured silicon photodiodes // Opt. Lett. -2005. - Vol. 30. - No. 14. - Pp. 1773-1775

87. Vorobyev A. Y., Makin V. S., and Guo C. Brighter Light Sources from Black Metal: Significant Increase in Emission Efficiency of Incandescent Light Sources // Phys. Rev. Lett. - 2009. - Vol. 102. - P. 234301

88. Crouch C.H., Carey J.E., Warrender J.M., Aziz M.J., E. Mazur, Génin F.Y. Comparison of structure and properties of femtosecond and nanosecond laser-structured silicon // Appl. Phys. Lett. - 2004. - Vol. 84. - No. 11. - Pp. 1850 - 1852

89. Halbwax M., Sarnet T., Delaporte P., Sentis M., Etienne H., Torregrosa F., Martinuzzi S. Micro and nano-structuration of silicon by femtosecond laser: Application to silicon photovoltaic cells fabrication // Thin Solid Films. - 2008. - Vol. 516. - Pp. 6791-6795.

90. Kabashin A. V., Meunier M., Kingston C., and Luong J. H. T. Fabrication and Characterization of Gold Nanoparticles by Femtosecond Laser Ablation in an Aqueous Solution of Cyclodextrins // J. Phys. Chem. B. - 2003. - Vol.107. - Pp. 4527 - 4531

91. Л. А. Головань, И. О. Джунь, А. Е. Докукина, С. В. Заботнов, А. А. Ежов, П. К. Кашкаров, Н. Е. Маслова, И. О. Остапенко, В. И. Панов, В. Ю. Тимошенко АСМ -исследования наночастиц, формирующихся при модифицировании поверхности кремния фемтосекундными лазерными импульсами // Изв. РАН, сер. Физ. - 2009. - Т. 73. - С. 43-46.

92. Ionin A., Kudryashov S, Makarov S., Saltuganov P., Seleznev L., Sinitsyn D., Golosov E., Goryainov A., Kolobov Y., Kornieieva K., Skomorokhov A., Ligachev A. Femtosecond laser modification of titanium surfaces: direct imprinting of hydroxylapatite nanopowder and wettability tuning via surface microstructuring // Laser Physics Letters. - 2013. - Vol. 10 ( 4)

93. Быстрицкий В. М., Диденко А. Н. Мощные ионные пучки // М.: Энергоатомиздат., 1984. -152 с.

94. Neri J. M., Hammer D. A., Ginet G., Sudan R. N. Intense lithium, boron, and carbon beams from a magnetically insulated diode // Appl. Phys. Lett. - 1980. - 37(1). - Pp. 101-103.

95. Диденко А. Н., Кузнецов Б. В., Ремнев Г. Е. и др. // Всесоюзная конференция по применению электронно-ионной технологии в народном хозяйстве: Тезисы докладов. - Тбилиси. -1981. - С. 110-111.

96. Шулов В.А., Ремнев Г.Е., Кащеев В.Н. и др. Влияние ионно-лучевой обработки мощными импульсными пучками на физико-химическое состояние поверхностных слоев и усталостную прочность сплава ЭП718И // ФизХОМ. -1992. - № 6. - С. 28 - 35.

97. Ремнев Г. Е. Модификация материалов с использованием мощных ионных пучков.

98. Диденко А.Н., Асаинов О.Х., Кривобоков В.П., Логачев Е.И., Ремнев Г.Е. Аморфизация поверхности сплавов при облучении импульсными на-носекундными пучками ионов // Поверхность: физика, химия, механика. - 1985. -№ 1. - C. 150-154.

99. Воздействие концентрированных потоков энергии на материалы // Под ред. Н.Н. Рыкалина // М.: Наука, 1985.- 246 с.

100. Korotaev A.D., Tyumentsev A.N., Pinzhin Yu.P., Remnev G.E. Features of the morphology, defect substructure, and phase composition of metal and alloy surfaces upon high-power ion beam irradiation // Surface & Coatings Technology. - 2004. -Vol. 185. - C. 38 - 49

101. Isarov I. F., Kurakin I. B., Kushnarenko V. M., Ligachev A. E., Pogrebnyak A. D., Remnev G. E., Ukhanov V. S., and Shabanov N. I. // Dokl. Akad. Nauk SSSR. -1988.

102. Remnev G.E., Isakov I.F., Opekounov M.S., Matvienko V.M. et al. High intensity pulsed ion beam sources and their industrial applications // Surface and Coatings Technology. - 1999. - Vol. 114. - Pp. 206-212

103. Коротаев А.Д., Тюменцев А.Н., Третьяк М.В., Пинжин Ю. П., Ремнев Г. Е., Щипакин Д. А. Особенности морфологии и дефектной субструктуры поверхностного слоя сплава Ni3Al после обработки мощным ионным пучком // Физика металлов и металловедение. - 2000.- Т. 89, № 1. - С. 54-61.

104. Анищик В.М., Углов В.В. Модификация инструментальных материалов ионными и плазменными пучками // Мн.: БГУ, 2003. - 191 с.

105. Петров А. В., Полковникова Н. М., Рябчиков А. И. и др. Массоперенос первоначально имплантированной примеси в материалах при многократном воздействии мощных импульсных пучков // Известия Томского Политехнического Университета. - 2004. - Т. 307. - №4. - C. 71-74

106. Тюменцев А. Н., Третьяк М. В., Коротаев А. Д., Пинжин Ю. П., Щипакин Д. А., Ремнев Г. Е., Исаков И. Ф. // ФММ. - 2000. - Т. 90, № 6. - С. 97-104.

107. Wang X., Lei M.K., Zhang J.S. Surface modification of 316L stainless steel with high-intensity pulsed ion beams // Surface & Coatings Technology. - 2007. - Vol. 201 (12). - Pp. 5884-5890.

108. Коротаев А.Д., Тюменцев А.Н., Почивалов Ю.И., Овчинников С. В., Ремнев Г. Е., Исаков И. Ф. Фазово-структурное состояние поверхностного слоя

металлических мишеней при воздействии мощных ионных пучков // ФММ. -1996. - Т. 81, №. 5.- С.118-127.

109. Погребняк А.Д., Иванов Ю.Ф., Лебедь А.Г., Валяев А. Н., Рэнк Т., Томпсон М. О., Жао В. Результат воздействия интенсивного импульсногоионного пучка на свойства углеродистой и нержавеющей сталей // Металлофизика и новейшие технологии. - 2000. - Т. 22, № 10. - С.18-24.

110. Xian-xiu M., Sheng-zhi H., Teng-cai M., Ying-min W., Zhen-min L. Microstructure and wear resistance of high-speed steel treated with intense pulsed ion beam // Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B. - 2005. - Vol. 239. -Pp. 152-158

111. Валеев А. Н., Погребняк А. Д., Плотников С. В. Радиационно-механические эффекты в твердых телах при облучении высокоинтенсивными импульсными электронными и ионными пучками // Усть -Каменогорск: ВКТУ, 1998. - 266 с.

112. Mei X.X., Sun W.F., Hao S.Z., Ma T.C., Dong C. Surface modification of highspeed steel by intense pulsed ion beam irradiation // Surface & Coatings Technology. -2007. - Vol. 201. - Pp. 5072 - 5076

113. Wang X., Lei M.K., Zhang J.S. Surface modification of 316L stainless steel with high-intensity pulsed ion beams // Surface & Coatings Technology. - 2007. - Vol. 201. - Pp. 5884-5890

114. Smith M.J., Sher M., Franta B., Lin Y., Mazur E., Gradecak S. The origins of pressure-induced phase transformations during the surface texturing of silicon using femtosecond laser irradiation // J. Appl. Phys. - 2012. - V.112. - Pp. 083518.

115. Borowiec A., Bruce D.M., Cassidy D.T., Haugen H.K. Imaging the strain fields resulting from laser micromachining of semiconductors // Applied Physic Letters. -2003. - Vol. 83. -Pp. 225-227.

116. Dürr F., Limberger H. G., Salathe R. P., Hindle F., Douay M., Fertein E., Przygodzki C. Tomographic measurement of femtosecond-laser induced stress changes in optical fibers // Appl. Phys. Lett. - 2004. - Vol. 84. - Pp. 4983-4985.

117. Tu Z., Teng Y., Zhou J., Zhou S., Zeng H., Qiu J. Raman spectroscopic investigation on femtosecond laser induced residual stress and element distribution in bismuth germinate glasses // J. Raman Spectrosc. - 2013. - V.44. - Pp. 307-311.

118. Братушка С.Н., Маликов Л.В. Ионно-плазменная модификация титановых сплавов. // Вопросы атомной науки и техники, сер.: Вакуум, чистые материалы, сверхпроводники. - 2011. - №6(19). - C. 126-140.

119. Warnes L.A.A. and King H.W. The low temperature magnetic properties of austenitic Fe-Cr-Ni alloys 2. The prediction of Neel temperatures and maximum susceptibilities // CRYOGENICS. - 1976. -Pp. 659 - 667.

120. Богачев И. Н., Коршунов Л. Г., Хадыев М. С., Немировский М. Р., Новикова И. М. Исследование упрочнения и структурных превращений стали 110Г13 при трении // ФММ. - 1977. - Т. 43. - вып. 2. - С. 380 - 387

121. Сагарадзе В. В., Печеркина Н. Л., Васечкина Т. П., Кабанова И. Г. О наследовании структуры а - фазы аустенитом и возникновении новых дислокаций при ОЦК^ГЦК - превращении // Высокопрочные аустенитные стали. М.: Наука., 1987. - С. 120 - 126

122. Ding J., Huang H., McCormic P. G. and Street R. Magnitic properties of martensite - austenite mixtures in mechanically milled 304 stainless steel // Journal of Magnetism and Magnetic Materials. - 1995. - № 139. - Pp. 109 - 114

123. Uglov V.V., Remnev G.E., Kuleshov A.K. Astashinski V.M.,Saltymakov M.S. Formation of hardened layer in WC-TiC-Co alloy by treatment of high intensity pulse ion beam and compression plasma flows // Surf.Coat.Technol. - 2010. - Vol. 204. -Is. 12-13. - Pp.1952-1956.

124. Братушка С.Н., Маликов Л.В. Ионно-плазменная модификация титановых сплавов // Вопросы атомной науки и техники, сер.: Вакуум, чистые материалы, сверхпроводники. - 2011. - №6 (19). - С. 126-140.

125. Валяев А.Н., Погребняк А.Д., Плотников С.В. Радиационно-механические эффекты в твердых телах при облучении высокоинтенсивными импульсными электронными и ионными пучками // Алма-Ата: Гылым, 1998. - 266 с.

126. Волков Н.Б., Майер А.Е., Яловец А.П. О механизме кратерообразования на поверхности твердых тел при воздействии интенсивных пучков заряженных частиц // Журнал технической физики. - 2002. - Т. 72. - № 8. - С. 34-43.

127. Zhu X.P., Lei M.K., Dong Z.H., Miao S.M., Ma T.C. Crater formation on the surface of titanium irradiated by a high-intensity pulsed ion beam // Surface and Coatings Technology. - 2003. - Vol. 173. - Pp. 105-110.

128. Чернов И. П., Белоглазова П. А., Березнева Е. В., Киреева И. В., Пушилина Н. С., Ремнев Г. Е., Степенова Е. Н. // ЖТФ. - 2015. - Том 85 (№ 7). - С. 95-99.

129. Н.Б. Волков, А.Е. Майер, А.П. Яловец // ЖТФ. - 2002. - Том 72 (№8). - С. 34-43.

130. W. Ye, Y. Li, F.H. Wang // Electrochim. Acta. - 2006. - Vol. 51. - Pp. 4426-4432.

131. X. Wang et al. // Materials Science and Engineering A. - 2007. - Vol. 457. - Pp. 84-89.

132. Artyukov I. A., Zayarniy D. A., Ionin A. A., Kudryashov S. I. , Makarov S. V., Saltuganov P. N., Relaxation phenomena in electronic and lattice subsystems on iron surface during its ablation by ultrashort laser pulses. Journal of Experimental and Theoretical Physics Letters. - 2014. - Vol. 99. - No. 1. - Pp. 51-55.

133. Saltuganov N., Ionin A. A., Kudryashov S. I., Rukhadze A. A., Gavrilov I., Makarov S. V., Rudenko A. A., Zayarny D. A., Fabrication of superhydrophobic coating on stainless steel surface by femtosecond laser texturing and chemisorption of an hydrophobic agent // Journal of Russian Laser Research. - 2015. - Vol. 36. - No.1. -Pp. 81-85.

134. Jee Y., Becker M. F., Walser R. M., Laser-induced damage on single-crystal metal surfaces // J. Opt. Soc. Am. B. - 1988. - Vol. 5(3). - Pp. 648-659.

135. Raciukaitis G., Brikas M., Gecys P., Gedvilas M., Accumulation effects in laser ablation of metals with high-repetition rate lasers // High-Power Laser Ablation VII, Proc. SPIE. - 2008. - Vol. 7005 (2L).

136. R.S. Wagner, W.C. Ellis. Vapor - liquid - solid mechanism of single crystal growth // Appl. Phys. Lett. - 1964. - Vol. 4. - P. 89.

137. Банных О. А., Будберг П.Б., Алисова С. П. Диаграммы состояния двойных и многокомпонентных систем на основе железа // М.: Металлургия. - 1986. - 440 с.

138. Hales R. The high temperature oxidation behavior of austenitic stainless steels // Werkstoffe und Korrosion. - 1978. - Vol. 29. - Pp. 393-399.

139. http://www.bhpipe.com/Oxidation-Behavior-of-Duplex-Type-321-Stainles-Steel-Tube.htm.

140. La'szlo' Na'nai, Ro'bertVajtai, Thomas F. George. Laser-induced oxidation of metals: state of the art // Thin Solid Films. - 1997. - Vol. 298. - Pp. 160-164.

141. Bauerle D. Laser Processing and Chemistry // Springer, 2011. - 851 p.

142. Голосов Е.В., Ионин A.A., Колобов Ю.Р., Кудряшов С.И., Лигачев А.Е., Макаров С.В., Новоселов Ю.Н., Селезнев Л.В., Синицын Д.В. Формирование периодических наноструктур на поверхности алюминия под действием фемтосекундных лазерных импульсов // Российские нанотехнологии. - 2011. - Т. 6. - № 3-4. - С. 82-86.

143. Салихов С. В. Закономерности формирования структуры и магнитных свойств наноразмерных и наноструктурированных порошков на основе оксидов железа // Диссертация на соискание ученой степени кандидата Физико -математических наук. - Москва, 2016. - 205 с.

144. Пул Ч., Оуэнс Ф. Нанотехнологии // М.: Техносфера, 2004. - 327 с.

145. Губин С.П., Кокшаров Ю.А., Хомутов Г.Б., Юрков Г.Ю. Магнитные наночастицы : метод получения, строения и свойства // Успехи химии. - 2005. - Т. 74. - С. 539-574.

146. Hergt R., Dutz S., Muller R., Zeisberger M. Magnetic particle hyperthermia: nanoparticle magnetism and materials development for cancer therapy // J. of Physics: Condensed Matter. - 2006. - V. 8. - Pp. 2919-2934

147. Sen T., Sheрard S.J., Mercer T. et al. Simple one-pot fabrication of ultrastable core-shell superparamagnetic nanoparticles for potential application in drug delivery // RSC Advances. - 2012. - V. 2. - Pp. 5221-5228.

148. Бойнович Л. Б., Емельяненко А. М. Гидрофобные материалы и покрытия: принципы создания, свойства и применение // Успехи химии. - 2008. - Т. 77 (7). -

C. 619-638.

149. Kietzig A.M., Mirvakilia M. N., Kamal S., Englezosa P., Hatzikiriakosa S. G. Nanopatterned Metallic Surfaces: Their Wettability and Impact on Ice Friction // Journal of adhesion science and technology. - 2011. - Vol. 25. - Pp. 1293-1303.

150. Ye M., Grigoropoulos C.P. // J. Appl. Phys. - 2001. - Vol. 89. - Pp. 5183.

151. Amer M.S., Dosser L., LeClair S., Maguire J.F. Induced stresses and structural changes in silicon wafers as a result of laser micro-machining // Appl. Surf. Sci. -. 2002. - V.187. -Pp. 291-296.

152. Huang N., Yanga P., Leng Y.X.,Chen J. Y., Sun H., Wang J., Wang G. J., Ding P.

D., Xi T. F., Leng Y. Hemocompatibility of titanium oxide films // Biomaterials 24. -2003. - Pp. 2177-2187.

153. Song M., Zhang R., Yongyuan Dai, Feng Gao, Huimei Chi, Gang Lv, Baoan Chen, Xuemei Wang. The in vitro inhibition of multidrug resistance by combined nanoparticulate titanium dioxide and UV irradition // Biomaterials. - 2006. - Vol. 27. -Pp. 4230-4238.

154. Ismagilov Z. R., Tsikoza L. T., Shikina N. V., Zarytova V. F., Zinoviev V. V., Zagrebelnyi S. N. Synthesis and stabilization of nano-sized titanium dioxide // RUSS CHEM REV. - 2009. - Vol.78 (9). - Pp. 873-885.

155. Nanai L., Vajtai R., Hevesi I. Metal oxide layer growth under laser irradiation // Thin Solid Films. - 1993. - № 227. - Pp. 13-17.

156. Perez del Pino, P. Serra, J.L. Morenza. Coloring of titanium by pulsed laser processing in air // Thin Solid Films. - 2002. - No. 415. - Pp. 201-205.

157. Perez del Pino, P. Serra, J.L. Morenza. Oxidation of titanium through Nd:YAG laser irradiation // Applied Surface Science. - 2002. - No. 197-198. - Pp. 887-890.

158. Adams D.P., Murphy R.D., Saiz D.J., Hirschfeld D.A., Rodriguez M.A., Kotula P.G., Jared B.H. Nanosecond pulsed laser irradiation of titanium: Oxide growth and

effects on underlying metal // Surface & Coatings Technology. - 2014. - Vol. 248. - Pp. 38-45.

159. Ghaith E.S., Hayakawa T., Kasuga T., Nogami M. Apatite formation on rutile type TiO2 films formed by laser irradiation, Journal of Materials Science Letters. - 2006. -№ 41. - Pp. 2521-2524.

160. Diebolt U. The surface science of titanium dioxide // Surface ScienceReports. -2003. - Vol. 48. - Pp.53-229.

161. Chen X., Liub L., Huang F. Black titanium dioxide (TiO2) nanomaterials // Chemical Society Reviews. - 2015. - Vol. 44. - Pp. 1861-1885.

162. Bettinelli M., Dallacasa V., Falcomer D., Fornasiero P., Gombac V., Montini T., Romano L., Speghini A. Photocatalytic activity of TiO2 doped with boron and vanadium Journal of hazardous materials. - 2007. - Vol. 146(3). - Pp. 529-534.

163. Красильников В.Н., Жуков В.П., Переляева Л. А., Бакланова И.В., Шеин И.Р. // ФТТ. - 2013. - Т. 55(9). - С. 1788-1796.

164. Chen X., Liu L., Yu P. Y., Mao S. S. Increasing Solar Absorption for Photocatalysis with Black Hydrogenated Titanium Dioxide Nanocrystals // Science. -2011. - Vol. 331. - Pp. 746-750.

165. Зайнуллина В.М., Жуков В.П., Красильников В.Н., Поляков Е.В., Булдакова Л.Ю., Янченко М.Ю. Электронная структура, оптические и фотокаталитические свойства анатаза, допированного ванадием и углеродом // ФТТ. - 2010. - Т. 52. -№ 2. - С. 253-261.

166. Kumar S.G., Devi L.G. Review on Modified TiO2 Photocatalysis under UV/Visible Light: Selected Results and Related Mechanisms on Interfacial Charge Carrier Transfer Dynamics // J. Phys. Chem. A. - 2011. - Vol. 115. - Pp. 13211- 13241.

167. Izumi Y. Recent advances in the photocatalytic conversion of carbon dioxide to fuels with water and/or hydrogen using solar energy and beyond // Coord. Chem. Rev. -2013. - Vol. 257. - Pp. 171-186.

168. Волочко А., Подболотов К., Дятлова Е. // Огнеупорные и тугоплавкие керамические материалы // Минск: Беларус. Навука, 2013. - 385 с.

169. Вейко В. П., Слободов А. А., Одинцова Г. В. Применение метода химической термодинамики при анализе лазерного термохимического воздействия на металлы // Изв. Вузов. Приборостроение. - 2014. - Т. 57. - №6. - С. 58-65.

170. Gusev A.I., Valeeva A.A. // Phys. Solid State. - 2003. - Vol. 45. - Pp. 1242-1250.