Затухание интенсивности лазерного излучения при взаимодействии с высокодисперсными порошковыми средами тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.07, кандидат наук Костенков, Сергей Николаевич

• Костенков, Сергей Николаевич
• кандидат наук
• 2015

Оглавление диссертации кандидат наук Костенков, Сергей Николаевич

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1. ВОЗДЕЙСТВИЕ ЛАЗЕРНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ НА ПОРОШКОВЫЕ СРЕДЫ В МЕТОДАХ БЫСТРОГО ПРОТОТИПИРОВАНИЯ

1.1. Методы быстрого прототипирования, использующие лазерное излучение

1.2. Материалы, используемые в методах селективного лазерного спекания

1.3. Методы контроля и оптимизации режимов лазерного излучения

1.4. Теплофизические основы СЛС процессов

1.5. Взаимодействие лазерного излучения с поверхностью металлов

1.6. Метод измерения энерговыделения в слое порошка при воздействии лазера

1.7. Моделирование теплопереноса при лазерной обработке порошковых материалов

1.8. Модель гомогенной поглощающей-рассеивающей среды

2. МЕТОД ИЗМЕРЕНИЯ ИНТЕНСИВНОСТИ РАССЕЯННОГО ЛАЗЕРНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ ПОРОШКОВОЙ СРЕДОЙ С МЕТАЛЛИЧЕСКИМИ ЧАСТИЦАМИ

2.1. Описание процессов распространения лазерного излучения в высокодисперсных порошковых средах

2.2. Экспериментальный метод определения интенсивности рассеянного лазерного излучения порошковой средой

2.2.1. Измерение фактической мощности лазерного излучения

2.2.2. Тарировка фото датчика для измерения интенсивности лазерного излучения

2.2.3. Измерение интенсивности рассеянного лазерного излучения порошковым слоем

2.2.3.1. Порошки, используемые при измерении интенсивности рассеянного лазерного излучения

2.2.3.2. Измерение зависимости интенсивности рассеянного лазерного излучения от толщины слоя и угла рассеяния

3. МОДЕЛИРОВАНИЕ РАСПРОСТРАНЕНИЯ ЛАЗЕРНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ В ДИСПЕРСНЫХ СРЕДАХ

3.1. Анализ применимости уравнений классической электродинамики сплошных сред для моделирования распространения лазерного излучения в порошковых средах

3.2. Обоснование уравнений модели

3.2.1. Уравнения модели

3.2.2. Выбор граничных условий

3.2.3. Обоснование геометрии вычислительной области

3.2.4. Выбор метода интегрирования уравнений и среды численного моделирования

3.3. Результаты 3D компьютерного моделирования

3.4. Анализ результатов 2D компьютерного моделирования

3.4.1. Высокодисперсные порошковые среды с диэлектрическими непрозрачными частицами

3.4.2. Высокодисперсные порошковые среды, состоящие из металлических частиц

4. МОДЕЛИРОВАНИЕ ТЕПЛОПЕРЕНОСА ПРИ ЛАЗЕРНОМ ВОЗДЕЙСТВИИ НА ДИСПЕРСНЫЕ МЕТАЛЛИЧЕСКИЕ ПОРОШКИ

4.1. Физико-математическая модель теплопереноса при лазерном воздействии на металлические порошки

4.2. Обоснование выбора объемного источника

4.3. Изменение параметров объемного источника энергии в процессе взаимодействия лазерного излучения с порошковыми средами

4.4. Результаты трехмерного компьютерного моделирования

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЕ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Затухание интенсивности лазерного излучения при взаимодействии с высокодисперсными порошковыми средами»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы исследования. В настоящее время проводятся интенсивные научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы [1-3] в различных областях науки и промышленности по созданию новых и совершенствованию развитых ранее технологических методик для производства объемных единичных деталей с усложненной геометрией, сложных по химическому составу и с уникальными физическими свойствами. Ввиду необходимости изготовления функциональных готовых деталей, освоена практически безотходная технология быстрого прототипирования (БП), методы послойного лазерного синтеза объемных изделий (ЛСОИ).

Наиболее известными и коммерчески реализованными являются следующие методики послойного синтеза: лазерная стереолитография; селективное лазерное спекание (СЛС); селективное лазерное плавление (СЛП); послойное уплотнение; послойная заливка экструдируемым расплавом; послойное формирование объемных моделей из листового материала; непосредственное создание литьевой формы (3D printing); объемная наплавка.

Общим для всех методик быстрого прототипирования является возможность их применения для [3]: оценки пригодности/работоспособности разрабатываемых новых сложных механизмов; параллельной разработки нового изделия (программы) в нескольких направлениях (вариантах); обеспечения высокой точности, скорости и воспроизводимости копий деталей и машин; прямого использования этих копий в тестовых испытаниях; изготовления эталон - моделей и мастер -форм в технологии литья.

Метод селективного лазерного спекания позволяет создавать модели, отличающиеся повышенной прочностью и большими функциональными возможностями [1]. Порошковый материал в СЛС процессе послойно спекается лазерным излучением (ЛИ). Для этой методики используются мелкодисперсные, термопластичные порошки, с хорошей вязкостью и быстро затвердевающие (полимеры, воск, нейлон, керамика и металлические порошки с добавкой легкоплавкого связующего

вещества). Параллельно с исследованием физических процессов, происходящих в порошке при воздействии ЛИ, ведется интенсивный поиск перспективных порошковых сред для СЛС. В настоящее время исследуется возможность применения для трехмерного прототипирования композиций из важного класса материалов - металлических порошков (МП) [4,5]. При выборе перспективных порошковых композиций для СЛС в основном опираются на возможность жидко-фазного спекания при лазерном воздействии. В этом случае металлический порошок представляет собой смесь двух или более порошковых материалов со значительно различающимися температурами плавления. При лазерном спекании фаза с низкой температурой плавления плавится и играет роль связки для высокотемпературной составляющей, которая практически не подвергается воздействию. В рабочей камере порошок предварительно подогревается до температуры, несколько меньшей, чем температура плавления легкоплавкой фазы. Важно отметить, что требуется сложное предварительное приготовление порошковой композиции, состоящее в механоактивации и нанесении металлических частиц на подложку.

Преимущества метода СЛС над традиционными методами: нетоксичные недорогие материалы; использование широкого спектра порошков, спекание новых композиционных материалов из несмешивающихся компонентов; малые деформации; отсутствие повышенных термических напряжений; создание и нанесение покрытий различных форм; локальный нагрев.

К недостаткам относятся: высокая шероховатость; пористость моделей; подложку необходимо формировать из подобного материала для устранения термических эффектов; изменение плотности моделей; чистка всей камеры при смене порошкового материала.

На основе активно развиваемой технологии селективного лазерного спекания авторами работ [6—20] создан метод высокоскоростного селективного лазерного плавления. Основная особенность метода лазерного высокоскоростного плавления заключается в осуществлении крайне локального воздействия на высокодисперсные частицы порошка при сканировании лазерным лучом. Процесс формирования

структуры в этих условиях носит сильнонеравновесный характер. В процессах СЛП используются металлические порошки с частицами разных размеров. Вследствие различия размеров соседних частиц порошка в суспензии, одни частицы под действием лазера целиком испаряются, другие полностью переходят в жидкую фазу, а часть порошка проплавляется частично. При остывании происходят, соответственно, процессы конденсации из газообразной фазы, кристаллизации частично расплавленных частиц и спекания с соседними нерасплавленными частицами. Технология лазерного высокоскоростного плавления представляет собой многократно повторяющийся циклический процесс, заключающийся в подаче порошковой смеси на поверхность детали и лазерной обработке порошкового слоя. В целях исключения окисления материалов в процессе лазерной обработки рабочее пространство

л

откачивается до давления 10" мм.рт.ст.

В работах разных авторов анализируется физическая картина СЛС/СЛП порошков, а также разрабатывается согласованная теоретическая модель обработки порошков излучением с длиной волны в разных диапазонах. В качестве металлического порошка использовались порошки с содержанием железа, никеля и других элементов с размерами частиц 1-100 мкм. Средняя мощность лазерного излучения составляла в СЛС установках в,ИК диапазоне 1-50 Вт, диаметр пятна фокусировки был равен 50 - 100 мкм, скорость сканирования луча по поверхности порошка составила 4 - 1000 мм/с [1-3].

Большое число факторов влияет на качество изготовления деталей из металлов и сплавов методами СЛС/СЛП. К ним относятся энергетические параметры лазерного излучения, физические свойства порошка, дисперсионные свойства порошка. Сложность протекающих физико-химических процессов при лазерном воздействии на порошки требует развития средств контроля и автоматизации СЛС/СЛП процессов, а также приводит к существенным трудностям, связанным с выбором оптимальных параметров процесса. В связи с этим, большое внимание уделяется компьютерному моделированию распространения лазерного излучения и моделированию тепломассопереноса при лазерной обработке порошковой среды. В некоторых работах применяется метод контроля путем анализа

температурного поля обрабатываемого слоя порошка непосредственно в процессе изготовления детали. В этом способе возможен только непосредственный контроль температуры поверхности, глубина же зоны лазерного воздействия и информация о спекаемости слоя может быть определена только исходя из математического моделирования теплопереноса. В существующих моделях теплопе-реноса при лазерной обработке порошка, среда определяется как квазиоднородная с учетом действия лазерного излучения как потока энергии на поверхность порошковой среды. Однако это не совсем точный подход. Согласно экспериментальным работам [21], лазерное излучение проникает вглубь порошковой среды за счет существующих пор и пустот. Учитывая проникновение лазерного излучения вглубь порошка, возникает необходимость обоснования выбора вида объемного источника лазерной энергии, принимая во внимание процессы отражения, поглощения и рассеяния лазерного излучения в порошковых средах. В связи с этим формулируются цель и задачи диссертационной работы.

Целью работы является экспериментальное исследование и компьютерное моделирование процесса распространения и поглощения лазерного излучения в металлических порошковых и высокодисперсных композитных системах.

Задачи, решаемые в данной работе:

1) исследование характеристик рассеянного лазерного излучения при его прохождении через высокодисперсные металлические порошковые среды и характера затухания интенсивности излучения в порошковых средах;

2) разработка и компьютерная реализация математической модели, основанной на системе уравнений Максвелла, с учетом характера взаимодействия лазерного излучения с поверхностью металлов, описывающей физические явления дифракции лазерного излучения в высокодисперсных системах вакуум -полидисперсные частицы, отражения и поглощения энергии излучения поверхностью металлических и непрозрачных диэлектрических частиц;

3) теоретическое исследование зависимости проникающей способности л а-

зерного излучения от дисперсионного состава порошка, плотности насыпки и химического состава с использованием модели, основанной на численном решении уравнений Максвелла;

4) обоснование объемного источника энергии от лазерного излучения для модели теплопереноса при лазерном облучении дисперсных порошковых сред, и характера его изменения в процессе лазерной обработки при селективном лазерном спекании.

Объект исследования - высокодисперсные порошковые среды с металлическими частицами, облучаемые лазерным излучением.

Научная новизна работы заключается в следующем:

- впервые экспериментально продемонстрировано, что проникновение излучения через высокодисперсный порошковый слой может быть описано экспоненциальной зависимостью, наибольшая часть рассеянной мощности заключена внутри области, ограниченной малыми углами;

- получено выражение граничного условия для описания взаимодействия деполяризованного лазерного излучения с поверхностью металлических частиц;

- предложена математическая модель распространения энергии лазерного излучения, основанная на решении уравнения Гельмгольца, применение которого обосновано уравнениями классической электродинамики сплошных сред;

- показано, что модель пространственного распределения и распространения лазерного излучения в дисперсионной среде с металлическими частицами должна принимать во внимание волновую природу распространяющегося излучения, в том случае, когда длина волны сопоставима со средним размером полидисперсных частиц;

- впервые установлена математическая зависимость для коэффициента затухания лазерного излучения в высокодисперсной среде от длины волны, коэффициента отражения, диаметра частиц и плотности насыпки;

- обосновано выражение для объемного источника энергии и установлено,

что коэффициент затухания лазерного излучения в высокодисперсных порошках определяет глубину зоны спекания.

Практическая значимость, В процессе работы над темой диссертации разработан метод и математическая модель определения характеристик распространения лазерного излучения в порошковых средах. Разработанный метод позволяет измерять интенсивность рассеянного лазерного излучения в зависимости от угла рассеяния и толщины слоя. Установленные математические зависимости для коэффициента затухания лазерного излучения могут быть использованы в прямом математическом моделировании, в оценочных эмпирических моделях и применимы на практике для корректного задания теплофизических параметров в пористых порошковых средах при их лазерной обработке. Практическая ценность модели заключается в возможности оптимизации характеристик лазерного излучения для получения заданных механических, физико-химических свойств.

Методы исследования. Для решения поставленных в диссертационной работе задач применялись методы линейной оптики, лазерной физики, просвечивающей и растровой электронной микроскопии, а также метод численного моделирования. Проводилось: экспериментальное исследование рассеяния и поглощения лазерного излучения при его прохождении через высокодисперсные порошковые среды; последующая статистическая обработка полученных результатов; математическое моделирование процессов распространения лазерного оптического излучения в высокодисперсных порошковых средах; сравнение результатов моделирования с экспериментом.

Основные положения, выносимые на защиту:

- экспериментальный метод позволяет измерять интенсивность рассеянного лазерного излучения в зависимости от толщины порошкового слоя и угла рассеяния;

- распределение интенсивности лазерного излучения по глубине порошкового слоя определяется экспоненциальной зависимостью, при этом наибольшая часть рассеянной мощности заключена внутри области, ограниченной малыми углами, поглощение определяется морфологией и дисперсностью частиц;

- математическая модель, основанная на решении уравнения Гельмгольца, применение которого обосновано уравнениями классической электродинамики сплошных сред, позволяет адекватно моделировать распространение лазерного излучения в порошковых средах;

- на пространственное распределения объемной плотности энергии и распространение лазерного излучения в дисперсионной среде с частицами, сопоставимыми по размеру с длиной волны, значительное влияние оказывают процессы волновой природы;

- коэффициент затухания лазерного излучения зависит от длины волны, коэффициента отражения, диаметра частиц и плотности насыпки дисперсного порошка из непрозрачных диэлектрических и металлических частиц;

- глубина зоны спекания обратно пропорциональна коэффициенту затухания лазерного излучения в высокодисперсных порошковых средах.

Личный вклад автора. Диссертация является самостоятельной работой. Результаты, изложенные в диссертации, получены, лично автором или, при его непосредственном участии, в соавторстве. Вклад автора состоит в проведении экспериментальных и теоретических исследований и анализе полученных результатов. Постановка цели и задач исследований, определение методов их решения и интерпретация результатов работы были выполнены совместно с научным руководителем. Вклад диссертанта в работу является определяющим.

Апробация полученных результатов работы. Все основные результаты и выводы, изложенные в диссертации, представлены в виде публикаций. Положения и материалы диссертационной работы обсуждались и докладывались на семинарах и научных конференциях: IX Всероссийская конференция «Физико-

химия ультрадисперсных (нано-) систем» (Ижевск, ноябрь 2010 г.), четвертая Международная конференция «От наноструктур, наноматериалов и нанотехно-логий к наноиндустрии» (Ижевск, апрель 2013 г.), European congerss and Exhibition on Advanced Materials and Processes, Euromat 2013. (Sevilla, Spain, September 2013 г.), V Всероссийская конференция по наноматериалам «НАНО 2013» (Звенигород, сентябрь 2013 г.).

Достоверность и обоснованность результатов, полученных и изложенных в диссертации, подтверждается большим числом повторения эксперимента, применением современных точных приборов и инструментов, использованием апробированных и обоснованных методов, тщательностью проведённых измерений, воспроизводимостью результатов эксперимента. Анализ экспериментальных данных проведен с соблюдением критериев достоверности статистических испытаний и физических измерений. Хорошая адекватность модели эксперименту подтверждает достоверность полученных результатов. Основные положения работы опубликованы в рецензируемых журналах.

Публикации. Материалы диссертационной работы полностью отражены в научных публикациях. По результатам выполненных исследований опубликовано семь полнотекстовых статей, в том числе три статьи в журналах из списка, рекомендованного ВАК РФ. Из них две статьи входят в индекс цитирования Web of Science. Опубликованы тезисы/доклады четырех Международных и Всероссийских конференций. Полный список публикаций по теме диссертации представлен одиннадцатью научными работами.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав с кратким выводом по каждой главе, заключения, списка цитируемой литературы и приложения. Содержание работы изложено на 160 страницах машинописного текста, включающих 58 рисунков, 7 таблиц и библиографию из 173 наименования.

Благодарности. Автор благодарит Кривилева М. Д. за помощь в проведении компьютерного моделирования теплопереноса и полезные дискуссии.

1. ВОЗДЕЙСТВИЕ ЛАЗЕРНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ НА ПОРОШКОВЫЕ СРЕДЫ В МЕТОДАХ БЫСТРОГО ПРОТОТИПИРОВАНИЯ

Процесс селективного лазерного спекания был разработан в конце 1980-х годов как один из методов послойного производства изделий по технологии быстрого прототипирования [20, 22, 23]. Успех СЛС процессов, как технологии производства быстрого прототипирования, главным образом обусловлен возможностью обрабатывать практически любой тип материала. Он применяется для производства металлических функциональных прототипов, деталей или инструментов, обладающих высокой плотностью, без необходимости в последующей стадии обработки. Также для обработки порошков применяется процесс селективного лазерного плавления [20, 24, 25]. Для того чтобы достичь высокой плотности, металлические частицы порршка полностью расплавляются. При этом процесс лазерного плавления сопровождается развитием остаточных напряжений, возникающих при высоких температурных градиентах в материале. Эти напряжения могут привести ^искажению, расслоению и растрескиванию. Помимо температурных напряжений, на качество деталей влияет процесс каплеобразования и испарение материала, когда слой порошка облучают лазером с высокой энергией.

Лазерному воздействию на металлические системы посвящено большое число исследовательских работ [26-39], в которых рассматривается результат влияния воздействия лазерного излучения на микроструктуру и свойства объектов обработки, в этих работах важным фактором является описание процессов взаимодействия лазерного излучения с металлическими частицами.

1.1. Методы быстрого прототипирования, использующие

лазерное излучение

В настоящее время известно более нескольких десятков методик БП, от экзотических, до коммерчески успешных. На данный момент, общее число патен-

тов, касающихся как самой технологии БП, так и ее ответвлений, превышает несколько сотен.

Метод селективного лазерного спекания является альтернативным способом создания объемных моделей по отношению к другим методам, но реализуется практически аналогично. В методе CJ1C имеются свои недостатки и положительные стороны. Данный метод экономичен за счет дешевизны отечественных порошковых материалов, а также существует возможность создания моделей, отличающихся повышенной прочностью и большими функциональными возможностями. Методика CJIC предложена впервые Карлом Декартом в 1989 году. Для этой методики нужны мелкодисперсные термопластичные порошки с хорошей вязкостью и быстро затвердевающие. Порошковый материал послойно спекается лазерным излучением. В рабочей камере порошок предварительно подогревается до температуры, несколько меньшей, чем температура плавления легкоплавкой фазы. Синтезируемая модель расщепляется в компьютере на сечения по информации и после разравнивания валиком порошка по поверхности зоны обработки лазерное излучение спекает требуемый контур, затем насыпается новый слой порошка, разравнивается, и процесс повторяется. Когда модель готова, она извлекается из камеры. В данной методике порошок сам поддерживает спекаемую модель, медленное остывание порошкового объема предотвращает от значительных деформаций форму изделия. Мощность лазеров в CJ1C установках составляет не более 100 ВТ в ИК диапазоне. В процессе спекания контролируется уровень порошка, сканирование лазерным излучением осуществляется по направлениям X— Y двумя дефлекторами, управляемыми компьютером. В камеру возможна подача азота, аргона, чтобы избежать окисления при нагреве порошка. На практике для металлических порошков используется процесс косвенного жидкофазного спекания. К настоящему времени известно большое количество опробованных материалов для СЛС: однокомпо-нентные поликарбонаты; многокомпонентные и интерметаллидные системы; низко- и высоколегированные стали; конструкционная и сегнетоэлектрическая керамика и пьезопласты. Реализовано совмещение процесса СЛС с процессами

горячего изостатического прессования и самораспространяющегося высокотемпературного синтеза, с химическими реакциями с участием газовых добавок, с процессом гелевого литья, с послойным нанесением покрытий. Изучены оптические [1, 4, 40, 41,], термические [1, 42-45] свойства, микроструктура и механика синтезируемых изделий [46-52] и порошков. Развиты одно -, двух - и трехмерные модели для расчетов тепловых полей методами конечных элементов [1, 53], модели клеточных автоматов и конечных разностей, напряжений и деформаций в спекаемых изделиях, а также магнитные методы контроля качества лазерной обработки [54, 55].

В работах [2, 56] приводится принципиальная схема технологии изготовления деталей с использованием процесса селективного лазерного спекания/плавления. Установка, приведенная на рисунке 1.1., используемая для выполнения экспериментов, была создана в университете Левена.

контейнер создаваемый ▼ подачи цилиндр

Рисунок 1.1. Схема селективного лазерного спекания/плавления [57].

В ней используется источник лазерного излучения с длинной волны 1,064 мкм, с максимальной выходной мощностью 300 Вт, работающий в непрерывном режиме. Также возможно проводить опыты в импульсном режиме с частотой от 0 до 500 Гц. С помощью шагового двигателя платформа с порошком мо-

жет перемещаться с шагом 10 мкм. Слой порошка формировался на подложке при помощи валика, движущегося в одном направлении. Исследуемый образец помещают в вакуумную камеру, которая может быть заполнена азотом или аргоном для предотвращения окисления частиц порошка. В работах [58-63] использовалась приведенная на рисунке 1.1. схема установки для лазерного спекания по технологии объемной наплавки.

Исследования, проведенные в работах [64-74, 46-52, 26-39], свидетельствуют о важности оптимизации энергетических параметров обработки в процессах селективного лазерного плавления для получения высококачественных металлических деталей. Показано, что особенности действия лазерного излучения на порошковые среды оказывают существенное влияние на качество формируемых изделий. Были обсуждены различные механизмы возникновения дефектов в структуре формируемых материалов и условия оптимизации процесса лазерной обработки.

1.2. Материалы, используемые в методах селективного лазерного

спекания

Традиционно при СЛС в качестве исходного порошка использовались следующие материалы: пластик, полиуретан, нейлон, парафин, сложные полиэфиры, керамика и металлы. В плане дальнейшего развития и исследования представляет интерес сбор сведений о поведении металлических порошков в процессе механического и/или теплового воздействия при лазерной обработке, их физико-химические свойства и влияние этих свойств на динамику исследуемых процессов. Имеется довольно обширная литература, описывающая поведение порошковых материалов в различных традиционных процессах порошковой металлургии. По своему строению любая порошковая среда может быть охарактеризована как непрерывная система дисперсных твердых частиц, находящихся в контакте друг с другом и окружающей средой [75]. Порошкам присущи свойства коллоидных систем, увеличения роли поверхности, диффузии и

т.д. Наиболее важными параметрами порошков является форма их частиц. Различаются частицы изотермические - кубические, шарообразные, и неизотермические - в виде волокон, пластин. Форма частиц сказывается на их пространственном расположении относительно друг друга, поэтому свойства порошков не одинаковы в разных направлениях. Порошки могут быть монодисперсными и полидисперсными, внутричастичная и межчастичная пористость порошков влияет на плотность порошковых материалов. На плотность укладки влияет шероховатость поверхности частиц. Механическое зацепление - одна из форм связи частиц, трение между ними является функцией внешнего давления и результатом адгезионного взаимодействия. Поэтому последние годы уделяют внимание вопросу механической активации порошковых систем [76]. Порошковое состояние не является специфическим свойством материала, поэтому основные свойства соответствующих твердых материалов в целом присущи и их порошкам.

Для лучшего понимания вопросов, связанных с поведением порошковых материалов используемых при СЛС, рассмотрим некоторые положения, касающиеся строения и физико-химических свойств интересующих нас металлических порошковых смесей. Дисперсные порошки тугоплавких соединений широко используются в промышленности. Особенности их электронного строения, высокая доля ковалентных связей определяют уникальное сочетание механических, электрофизических, химических и других свойств. Эти свойства реализуются через методы спекания. При изменении размеров частиц проявляются размерные эффекты, влияющие на физические свойства [77]. Электронные структуры отдельного атома, малых частиц, содержащих 20—30 атомов, и твердого тела из таких же атомов, отличаются. Представляют интерес теплофизиче-ские и механические свойства дисперсных металлических систем. Известно [77], что температура плавления таких порошков понижается с возрастанием степени дисперсности. Поскольку в порошках имеется наблюдаемая соизмеримость числа наружных и внутренних атомов у частиц, то вклад поверхностной энергии в свободную энергию частиц оказывается определяющим, особенно

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Костенков, Сергей Николаевич, 2015 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Шишковский, И. В. Лазерный синтез функционально-градиентных мезо-структур и объемных изделий / И. В. Шишковский. - М.: ФИЗМАТЛИТ, 2009.

- 424 с.

2. Kruth, J.P. Selective laser sintering/melting of iron-based powders / J. P. Kruth.

- Leuven Belgium.: Katholic University of Leuven, 2006. - 268 p.

3. Багров, В.В. Программно-аппаратный комплекс по селективному лазерному спеканию / В. В. Багров, Н. А. Климов, С. В. Нефедов, А. Л. Петров, В. И. Щербаков, И. В. Шишковский // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. - 2003. - Т. 5. - № 1. - С. 55-65.

4. Иванов, А. М. Физические особенности селективного лазерного спекания порошковых металл-полимерных композиций / A.M. Иванов, С. П. Котов, Н. Л. Куприянов, А. Л. Петров, Е. Ю. Тарасов, И.В. Шишковский // Квантовая электроника. - 1998. - Т. 28.-№ 5.-С. 433-438.

5. Куприянов, Н. Л. Условия селективного спекания по контуру монослоев из металл-полимерных порошковых композиций при лазерном воздействии / Н. Л. Куприянов, А. Л. Петров, И. В. Шишковский // Физика и химия обработки материалов. - 1995. - №3. - С. 88-93.

6. Харанжевский, Е.В. Физика лазеров, лазерные технологии и методы математического моделирования лазерного воздействия на вещество / Е. В. Харанжевский, М. Д. Кривилев // Учебное пособие. Под общей ред. П.К. Галенко. Ижевск: Изд-во «Удмуртский университет». 2011. - 188 с.

7. Deckard, C.R. Recent advances in selective laser sintering / C. R. Deckard, J. J. Beaman // Proceedings of the 14th Conference on Production Research and Technology. Michigan, - 1987. - P. 447-451.

8. Abe, F.The manufacturing of hard tools from metallic powders by selective laser melting / F. Abe, K. Osakada, M. Shiomi, K. Uematsu, M. Matsumoto // J. Mater. Process. Technol. -2001. -V.l 11. -№ 1-3.-P. 210-213.

9. Lorrison, J.C. Selective laser sintering of bioactive glass-ceramics / J. C. Lorrison,

R. D. Goodridge, K. W. Dalgarno, D. J. Wood // Proceedings of the Solid Freeform Fabrication Symposium. Austin: TX, - 2002. - P. 1-8.

10. Santos, E. Mechanical properties of pure titanium models processed by selective laser melting / E. Santos, F. Abe, Y. Kjtamura, K. Osakada, M. Shiomi // Proceedings of the Solid Freeform Fabrication Symposium. Austin: TX, - 2002. - P. 180-86.

11. Shishkovsky, I.V. Conditions for SHS of intermetallic compounds with selective laser sintering of powdered compositions / I. V. Shishkovsky, A. G. Makarenko, A. L. Petrov // Combust. Explo. Shock. - 1999. - V.35. - P. 166170.

12. Shishkovsky, I.V. Porous biocompatible implants and tissue scaffolds synthesized bu selective laser sintering from Ti and NiTi / I. V. Shishkovsky, L. T. Volova, M. V. Kuznetsov, Yu. G. Morozov, I. P. Parkin // J. Mater. Chem. - 2008. -V.18. -P. 1309-1317.

13. Шишковский, И.В. Фрактальная размерность распределения пор при лазерном спекании порошка Ti / И. В. Шишковский. // Физика и химия обработки материалов. - 2004. - № 6. - С. 66-70.

14. Glassa, H.J. Fractal characteristics of the compaction and sintering offerrites / H. J. Glassa, G. With //Mater. Charact. - 2001. - V.47. - P. 27-37.

15. Гуреев, Д. M. О некоторых особенностях спекания металлических порошков непрерывным лазерным излучением / Д. М. Гуреев, A. JI. Петров, А. В. Камашев, И. В. Шишковский // Физика и химия обработки материалов. - 1998. -№ 5. -С. 61-63.

16. Sinha, I. Simulation studies on the nature of fractal dimensions of glass-ceramics at percolation threshold / I. Sinha, R. K. Mendal // J. Mater. Sci. -2003. -V. 38. -P. 3469-3472.

17. Provata, A. Fractal fetures of titanium oxide surfaces / A. Provata, P. Falaras, A. Xagas // Chem. Phys. Lett. - 1998. -V. 297. -P. 484-490.

18. Shishkovsky, I. V. Nanostructural self-organization under selective laser sintering of exothermic powder mixtures /1. V. Shishkovsky, Yu. Morozov, I. Smurov

// Applied Surface Science. - 2009. - V. 255. - P. 5565-5568.

19. Haranzhevskiy, E.V. Structure and mechanical properties of structural steel in laser resolidification processing / E. V. Haranzhevskiy, D. A. Danilov, M. D. Krivilyov, P. K. Galenko // Materials Science and Engineering. - 2004. - V. A375. -P. 502-506.

20. Kruth, J.P. Selective laser melting of iron-based powder / J. P. Kruth J.P, L. Froyen, J. Van Vaerenbergh, P. Mercelis, M. Rombouts, B. Lauwers // Journal of Materials Processing Technology. - 2004. - V. 149. - P. 616-622.

21. Костенков, C.H. Метод определения характеристик взаимодействия лазерного излучения с нанокомпозитными порошковыми материалами / С. Н. Костенков, Е. В. Харанжевский, М. Д. Кривилев // ФММ. - 2012. - Т. 113. - № 1.-С. 98-103.

22. Kruth, J. P. Material in cress manufacturing by rapid prototyping techniques / J. P. Kruth // CIRP Ann. - 1991. - V. 40. - № 2. - P. 603-614.

23. Bourell, D. L. Selective laser sintering of metals and ceramics / D. L. Bourell, H. L. Marcus, J. W. Barlow, J. J. Beaman // Int. J. Powder Metall. - 1992. - V. 28. -№4.-P. 369-381.

24. Meiners, W. Direct selective laser sintering of steel powder / W. Meiners, K. Wissenbach, R. Poprawe // In. Proceedings of the LANE. - 1997. - V. 97. -P. 615622.

25. Over, C. A new approach for the direct manufacturing of metal parts and tools / C. Over, W. Meiners, K. Wissenbach, M. Lindemann, J. Hutfless // In: Proceedings of the Euro-uRapid, International Users Conference, - 2002. - A-5. - P. 78.

26. Ассельборн, С. А. Изменение показателя преломления фоторефрактивно-го кристалла при формировании пространственного экранированного солитона / С. А. Ассельборн, Н. Д. Кундикова, И. В. Новиков // Квантовая электроника, -2010. - Т. 40. - № 2. - С. 127-129.

27. Макаров, А.В. Формирование композиционного покрытия NiCrBSi - TiC с повышенной абразивной износостойкостью методом газопорошковой лазерной наплавки / А. В. Макаров, Н. Н. Соболева, И. Ю. Малыгина, A. JI. Осинцева

// Упрочняющие технологии и покрытия. - 2013. - № 11. — С. 38-44.

28. Осипов, В. В. Установка для измерения показателя преломления оптической керамики методом смещения луча плоскопараллельной пластиной / В. В. Осипов, А. Н. Орлов, В. И. Каширин, В. В. Лисенков // Приборы и техника эксперимента. - 2011. - № 1.-С. 90-93.

29. Соболева, H.H. Структура и свойства хромо-никелевых покрытий, сформированных комбинированной лазерно-термической обработкой / Н. Н. Соболева, А. В. Макаров, И. Ю. Малыгина, А. Л. Осинцева, Р. А. Саврай // Тезисы докладов V Российской научно-технической конференции «Ресурс и диагностика материалов и конструкций», Екатеринбург, 25-29 апреля, 2011. - Екатеринбург. - 2011. - 79 с.

30. Бусько, В.Н. В. К вопросу о контроле лазерно-упрочненных слоев методом эффекта Баркгаузена / В. Н. Бусько, В. Л. Венгринович, А. В. Макаров // Материалы II Международной научно-практической конференции «Инженерия поверхностного слоя деталей машин». Минск: БНТУ, - 2010. - С. 243-245.

31. Соболева, H.H. Трибологические свойства хромоникелевых лазерных наплавок / Н. Н. Соболева, А. В. Макаров, И. Ю. Малыгина // Труды 5-го Международного форума (10-й Международной конференции молодых ученых и студентов) «Актуальные проблемы современной наук»: Естественные науки. Части 1-3: Математика. Математическое моделирование. Механика. Самара: Изд-во СамГТУ, - 2010. - С. 222-228.

32. Макаров, A.B. Формирование износостойкой структуры хромоникелевого лазерного покрытия при высокотемпературной обработке / А. В. Макаров, Н. Н. Соболева, И. Ю. Малыгина, Р. А. Саврай, А. Л. Осинцева // Материалы VI Российской научно-технической конференции «Механика микронеоднородных материалов и разрушение» (электронный ресурс), Екатеринбург, 24-28 мая, Электрон. оптич. диск. Екатеринбург, - 2010. - Статья. - № 151. - 9 с.

33. Макаров, A.B. Формирование износостойкой структуры хромоникелевого лазерного покрытия при высокотемпературной обработке / А. В. Макаров, Н. Н. Соболева, И. Ю. Малыгина, Р. А. Саврай, А. Л. Осинцева // Тезисы докладов VI

Российской научно-технической конференции «Механика микронеоднородных материалов и разрушение», Екатеринбург, 24-28 мая, 2010. Екатеринбург, -2010.-100 с.

34. Макаров, A.B. Вихретоковый контроль износостойкости упрочненной лазером цементированной хромоникелевой стали и качества лазерной обработки буровых долот / А. В. Макаров, Э. С. Горкунов, Ю. М. Колобылин, Jl. X. Коган, Л. Г. Коршунов, И. Ю. Малыгина, А. Л. Осинцева // Дефектоскопия. - 2009. -№ 10.-С. 41-57.

35. Бусько, В.Н. Влияние лазерной обработки чугунов различного типа на параметры магнитного шума / В.Н. Бусько, В. Л. Венгринович, А. В. Макаров, Э. С. Горкунов // Материалы 3-й международной научно-технической конференции «Современные методы и приборы контроля качества и диагностики состояния объектов»,Могилев, Республика Беларусь , 23-25 сентября 2009. Могилев: ГУ ВПО «Белорусско-Российский университет», - 2009. - С. 47-49.

36. Макаров, A.B. Вихретоковый контроль упрочненной лазером цементированной стали и качества лазерной обработки буровых долот / А. В. Макаров, Э. С. Горкунов, Ю. М. Колобылин, Л. X. Коган // Тезисы докладов IV Российской конференции "Ресурс и диагностика материалов и конструкций", Екатеринбург, 26-28 мая, 2009. Екатеринбург, - 2009. - 110 с.

37. Макаров, A.B. Вихретоковый контроль твердости и абразивной износостойкости высокопрочного чугуна, подвергнутого лазерной закалке и последующему отпуску / А. В. Макаров, А. Л. Осинцева, Э. С. Горкунов, Л. X. Коган, И. Ю. Малыгина // Тезисы докладов IV Российской конференции "Ресурс и диагностика материалов и конструкций", Екатеринбург, 26-28 мая, 2009. Екатеринбург, - 2009. - 107 с.

38. Макаров, A.B. Теплостойкость нанокристаллического мартенсита поверхностей трения сталей, упрочненных лазерной закалкой и цементацией / А. В. Макаров, Н. А. Давыдова (Поздеева), И. Ю. Малыгина // Материалы XLVII Международной конференции «Актуальные проблемы прочности», Нижний Новгород, 1-5 июля, 2008, ч.2. Нижний Новгород, - 2008. - С. 107-110.

39. Лисенков, В. В. Взаимодействие излучения мощного волоконного иттер-биевого лазера с диэлектрическими неоднородными мишенями / В. В. Лисенков, В. В. Осипов, В. В. Платонов // ЖТФ. - 2013. - Т. 83. - Вып. 10. - С. 45-48.

40. Fischer, P. Sintering of commercially pure titanium powder with a Nd:YAG laser source / P. Fischer, V. Romano, H. P. Weber, N. P. Karapatis, R. Glardon // Acta Materialia. - 2003. - V. 51.-P. 1651-1662.

41. Но, H. С. H. Morphology and Properties of selective laser sintering of bisphenol-A polycarbonate / Но H. С. H, W. L. Cheung, I. Gibson // Int Chem. Eng. Res.-2003.-V. 42.-P. 1850-1862.

42. Fischer, P. Temperature measurements during selective laser sintering of titanium powder / P. Fischer, M. Locher, V. Romano, H. P. Weber, S. Kolossov, R. Glardon // International Journal of Machine Tools & Manufacture. - 2004. - V. 44. -№ 12.-P. 1293-1296.

43. Dai, K. Thermal and mechanical finite element modeling of laser forming from metal and ceramic powder / K. Dai, L. Shaw // Acta Materials. - 2004. - V. 52. - P. 69-80.

44. Но, H. С. H. Effects of energy density on morphology and properties of selective laser sintering polycarbonate / Но H. С. H, W. L. Cheung, I. Gibson // Journal of Materials Processing Technology. - 1999. - V. 89. - P. 204-210.

45. Шишковский, И. В. Тепловые поля в металл-полимерных порошковых композициях при лазерном воздействии / И. В. Шишковский, Н. Л. Куприянов // Теплофизика высоких температур. - 1997. - Т. 35.-№5.-С. 722-726.

46. Reinhardt, С. Rapid laser prototyping of plasmonic components / C. Reinhardt, C. R. Kiyan, S. Passinger, A.L. Stepanov, B.N. Chichkov, // Appl. Phys. A. - 2007. -V. 89.-P. 321-325.

47. Stepanov, A. L. Laser prototyping of polymer-based nanoplasmoniv components / A.L. Stepanov, A. L. R. Kiyan, C. Reinhardt, B.N. Chichkov // International Journal of Theoretical Physics, Group Theory, and Nonlinear Optics 14. - 2009. - № 3-4. - P. 32-45.

48. Stepanov, A. L. Laser annealing of metal nanoparticles implanted in dielectrics

/ A.L. Stepanov, V.I. Nuzhdin, V.V. Valeev // Proc. SPIE. Laser optics. - 2010. - P. 1-8.

49. Stepanov, A. L. Laser annealing of composite materials with metal nanoparti-cles / A.L. Stepanov // In: High-Rower and Femtosecond Lasers: Properties, Materials and Applications, Eds. P.-H. Barret and M. Palmer, New York, Nova Sci. Publ., -2009.-P. 27-70.

50. Степанов, A. JI. Лазерный отжиг диэлектриков с металлическими наноча-стицами / А. Л. Степанов // Оптика и спектроскопия. - 2011. - Т. 111. - № 2. — С. 245-249.

51. Stepanov, A. L. Synthesis of metal nanoparticles in viscous polymer / A.L. Stepanov // in: Wiley Encyclopedia of composites. - 2012. - 1907 p.

52. Stepanov, A. L. Nonlinear optical properties of transition metal nanoparticles synthesized by ion implantation / A.L. Stepanov // In: Transition metals: characteristics, properties and uses, Ed. Ajay Kumar Mishra, New York: Nova Sci. - 2011. - P. 63-118.

53. Cervera, G. Numerical prediction of temperature and density distributions in selective laser sintering processes / G. B. Cervera, G. Lombera // Rapid Prototyping Journal. - 1999,-V. 5.-№ 1.-P. 21-26.

54. Ломаев, Г. В. О двух формах импульсов ЭДС от скачка намагниченности в ферромагнетике / Г. В. Ломаев, С. П. Ахизина, С. К. Водеников // Дефектоскопия. - 1996. - № 12. - С. 54-59.

55. Водеников, С.К. Устройство для контроля толщины ферромагнитных лент и листов / С. К. Водеников, С. В. Панин // Авторское свидетельство. СССР. - № 1732141.- 1992.

56. Mumtaz, К.A. Hopkinson N High density selective laser melting of Waspaloy / K. A. Mumtaz, P. Erasenthiran // Journal of Materials Processing Technology. -2008.-V. 195.-P. 77-87.

57. Maeda, K. Laser sintering (SLS) of hard metal powder for abrasion resistant coatings / K. Maeda, Т. H. C. Childs // Journal of Materials Processing Technology. -2004.-V.149.-P. 609-615.

58. Шишковский, И. В. Селективное лазерное спекание и синтез функциональных структур: дис. ... д-ра физ.-мат. наук: 01.04.17 / Шишковский Игорь Владимирович. - Самара., 2005. - 390 с.

59. Шишковский, И. В. Селективное лазерное спекание и синтез функциональных структур: автореф. дис. ... д-ра физ.-мат. наук: 01.04.17 / Шишковский Игорь Владимирович. - Самара., - 2005. - 38 с.

60. Орыщенко, А. С. Применение технологий селективного лазерного спекания и объемной лазерной наплавки для создания и восстановления деталей, используемых в машиностроении / А. С. Орыщенко, П. А. Кузнецов, А. В. Терещенко, В. В. Бобырь, В. И. Савин // Прогрессивные технологии и системы машиностроения. - 2013. - Вып. 1,2.-№46.-С. 238-244.

61. Кузнецов, В.Е. Системы быстрого изготовления прототипов и их расширения / В. Е. Кузнецов // Машиностроение и смежные отрасли. - 2003. - № 4. -С. 2-7.

62. Терещенко, А.В. Исследование влияния параметров лазерного излучения на геометрию наплавляемого материала по технологии LENS / А. В. Терещенко, В. В. Бобырь, В. И. Савин // Металлообработка. - 2012. - № 1. - С. 28-32.

63. Бобырь, В.В. Создание изделий особо сложной формы для машиностроения на базе композиционных материалов с помощью лазерных технологий / В. В. Бобырь, А. В. Терещенко // Прогрессивные технологии и системы машиностроения. - 2010. - №39. - С. 7-13.

64. Shishkovsky, I. V. Nanostructural self-organization under selective laser sintering of exothermic powder mixtures / I. V. Shishkovsky, Yu. Morozov, I. Smurov // Applied Surface Science. - 2009. - V. 255. - P 5565-5568.

65. Fox, P. Interface interactions between porous titanium/tantalum coatings, produced by Selective Laser Melting (SLM), on a cobalt-chromium alloy / P. Fox, S. Pogson, C. J. Sutcliffe, E. Jones // Surface & Coatings Technology. - 2008. - V. 202. -P. 5001-5007.

66. Liu, J.H. Manufacturing metal parts via indirect SLS of composite elemental powders / J. H. Liu, Y. S. Shi, Z. L. Lu, Y. Xu, К. H. Chen, S. H. Huang // Materials

Science and Engineering. - 2007. - V. A444. - P. 146-152.

67. Nakamoto, T. Selective laser sintering of high carbon steel powder studied as a function of carbon content / T. Nakamoto, N. Shirakawa, Y. Miyata, H. Inui // Journal of Materials Processing Technology. - 2009. - V. 209. - P. 5653-5669.

68. Joo, B.D. Selective laser melting of Fe-Ni-Cr layer on AISI H13 tool steel / B. D. Joo, J. H. Jang, J. H. Lee, Y. M. Son, Y. M. Moon // Trans. Nonferrous Met. Soc. -2009. - V. 19.-P. 921-924.

69. Hollander, D.A. Structural, mechanical and in vitro characterization of individually structured Ti-6A1-4V produced by direct laser forming / D. A. Hollander, M. Walter, T. Wirtz, R. Sellei, B. Schmidt-Rohlfing, O. Paar, H-J. Erli // Biomaterials. -2006.-V. 27.-P. 955-963.

70. Rombouts, M. Fundametals of Selective Laser Melting of alloyed steel powder / M. Rombouts, J. P. Kruth, L. Froyen, P. Mercelis // Journal of Materials Processing Technology. - 2009. - V. 149. - P. 600-605.

71. Morgan, R. Density analysis of direct metal laser re-melted 316L stainless steel cubic primitives / R. Morgan, J. C. Sutcliffe, W. O'Neil // Journal of Materials Processing Technology. - 2004. - V. 39. - P. 1195-1205.

72. Khan, M. Selective Laser Melting (SLM) of pure gold / M. Khan, P. Dickens // Gold Bulletin. - 2010. - V. 43. - № 2. - P. 114-121.

73. Грязнов, М.Ю. Эффект мезоструктурного упрочнения стали 316L при послойном лазерном сплавлении / М. Ю. Грязнов, С. В. Шотин, В. Н. Чувильдеев // Вестник Нижегородского университета им. Н.И. Лобачевского. Физика твердого тела. - 2012. -№ 5. - С. 43-50.

74. Ивченко, Е.В. Действие лазерного излучения и нагрева в воздухе на на-нопорошки железа, никеля и меди / Е. В. Ивченко, В. В. Ан, А. П. Ильин // Известия Томского политехнического университета. Химия. - 2008. - Т.312. - № З.-С. 19-22.

75. Яковлев, А. Д. Порошковые полимерные материалы и покрытия на их основе / А. Д. Яковлев, В. Ф. Здор, В. И. Каплан. -М.: Наука. 1971. - 256 с.

76. Kuznetsov, М. V. Effect of mechanical activation and dc magnetics field on

seif-propagating high-temperature synthesis and properties of barium hexaferrite / M. V. Kuznetsov, Y. G. Morozov, P. A. Vityaz, A. V. Belyaev, T. L. Talako, I. P. Parkin, Q. A. Pankhurst, L. F. Barqiun, J. A. Perenboom, В. B. Khina, I. V. Shishkovsky // In: Modern Problemsof Combustion and its Applications, IV International School-Seminar. Minsk. Belarus. 2-7 September 2001. - P. 54-58.

77. Гегузин, Я. E. Физика спекания / Я. Е. Гегузин. - М.: Наука. 1984. - 312 с.

78. Гессинтер Г. X. Порошковая металлургия жаропрочных сплавов / Г. X. Гессинтер. - Челябинск: Металлургия, 1988.-320 с.

79. Самсонов, Г. В. Свойства элементов. Справочник под ред. Самсонова Г. В. Ч. 1. / Г. В. Самсонов. -М.: Металлургия. 1976. - 590 с.

80. Кикоин, И. К. Таблицы физических величин. Справочник по ред. Акад. Кикоина И. К. / И. К. Кикоин. - М.: Атомиздат, 1976. - 1008 с.

81. Самсонов, Г. В. Тугоплавкие соединения: Справочник / Г. В. Самсонов, И. М. Виницкий. - М.: Металлургия. 1976. - 560 с.

82. Eustathopoulos, N. Wettability at high temperatures. Pergamon Materials Series / N. Eustathopoulos, M. G. Nicholas, B. Drevet. - Oxford, 1999. - V. 3. - 419 p.

83. Karapatis, N. P. A sub-process approach of selective laser sintering / N. P. Karapatis // Ph.D. Thesis, Ecole Polytechnique Federal de Lausanne, 2001. - P. 58.

84. Hauser, C. Direct selective laser sintering of tool steel powder to high density, Part A. Effect of laser beam width and scan strategy / C. Hauser, T.H.C. Childs, C.M. Taylor, M. Badrossamay, S. Akhtar, C.S. Wright, M. Youseffi, J. Xie, P. Fox, W. O'Neill // In: Proceedings of the Solid Freeform Fabrication Symposium. - 2003. - P. 644-655.

85. Doubenskaya, M. Optical monitoring of Nd:YAG laser cladding / M. Doubenskaya, Ph. Bertrand, I. Smurov // Thin Solid Films. - 2003. - V. 453/454. -P. 477-485.

86. Gao, Y. Research on measurement method of selective laser sintering (SLS)

transient temperature / Y. Gao, J. Xing, J. Zhang, N. Luo, H. Zheng // Optik. - 2008.

(

-V. 119.-P. 618-623.

87. Промышленная система обработки и анализа изображений SIAMS-600.

2001.

88. Либенсон, Г. А. Основы порошков в металлургии / Г. А. Либенсон. - М.: Металлургия, 1987. - 208 с.

89. Скороход, В. В. Физико-металлургические основы спекания порошков / В. В. Скороход. - М.: Металлургия, 1972. - 160 с.

90. Скороход, В. В. Свойства и применения дисперсных порошков / В. В. Скороход // Сборник под ред. В. В. Скорохода. - Киев: Наукова думка, 1986. -180 с.

91. Скороход, В. В. Реологические основы теории спекания / В. В. Скороход. - Киев.: Наукова думка, 1972. - 149 с.

92. Ивенсен, В. А. Кинетика уплотнения металлических порошков при спекании / В. А. Ивенсен. - М.: Металлургия, 1971. - 265 с.

93. Gusarov, А. V. Contact thermal conductivity of a powder bed in selective laser sintering / A. V. Gusarov, T. Laoui, L. Froyen, V. I. Titov // International Journal of Heat and Mass Transfer. - 2003. - V. 46. - P. 1103-1109.

94. Шишковский, И. В. Тепловые поля в металл-полимерных порошковых композициях при лазерном воздействии / И. В. Шишковский, Н. Л. Куприянов // Теплофизика высоких температур. - 1997. - Т. 35. - № 5. - С. 722-726.

95. Doubenskaya, М. Pyrometry in laser surface treatment / M. Doubenskaya, Ph. Bertrand, I. Smurov // Surface and Coatings Technology. - 2006. - V. 201. - № 5. -P. 1955-1961.

96. Катаев, В. M. Справочник по пластическим массам // Под ред. В. М. Катаева. Т. 1. Химия. 1975.-448 с.

97. Рыкалин, Н. Н. Лазерная и электронно-лучевая обработка материалов // Справочник под ред. Н. Н. Рыкалина. - М.: Машиностроение, 1986. - 496 с.

98. Wang, X. С. Direct Selective Laser Sintering of Hard Metal Powder Experimental Study and Simulation / X. C. Wang, T. Laoui, J. Bonse, J. P. Kruth, B. Lauwers, L. Froyen // Int. J. Adv. Manuf. Technol. - 2002. - V. 19. - P. 351-357.

99. Иванова, A. M. Определение оптических характеристик сильнорассеи-вающих сред с использованием метода Монте-Карло / А. М. Иванова, А. А. Ко-

валенко, С. П. Котова, Н. J1. Куприянов, В. М. Петропавловский // Труды 24 школы-симпозиума по когерентной оптике и голографии. - Ярославль. 1997. -С. 26-34.

100. Либенсон, М. Н. Взаимодействие лазерного излучения с веществом (силовая оптика). Часть 1. Поглощение лазерного излучения в веществе / М. Н. Либенсон, Е. Б. Яковлев, Г. Д. Шандыбина // Под общей редакцией В. П. Вейко. - СПб: СПбГУ ИТМО. 2002. - 141 с.

101. Савостьянова, М.В. Современное состояние вопроса об оптических постоянных металлов / М. В. Савостьянова // Успехи физических наук. - 1937. -Т. XVIII. - Вып. 4. С. 479-491.

102. Тронстад, Л. Исследование тонких поверхностных пленок в отраженном поляризованном свете / Л. Тронстад // Успехи физических наук. - 1934. - Т. XIV.-Вып. З.-С. 371-381.

103. Rombouts, М. Light extinction in metallic powder beds: Correlation with powder structure / M. Rombouts, L. Froyen, A. Gusarov, E. Bentefour, C. Glorieux // In. Journ. Apll. Phys. - 2005. - V. 98. - P. 013533.

104. Gusarov, A. Modelling the interaction of laser radiation with powder bed at selective laser melting / A. Gusarov, I. Smurov // In: Phys. Procedia. - 2010. - V. 5. — №2.-P. 381-394.

105. Chivel Yu., Beliavin K., Pavlenko V. et al. Patent № 06921, - 2004.

106. Chivel, Y. Investigations of Light Transfer in Powder Bed / Y. Chivel // Physics Procedia. - 2011. - V. 12. - P. 279-284.

107. Fischer, P. Sintering of commercially pure titanium powder with a Nd:YAG laser source / P. Fischer, R. Romano, H. P. Weber, N. P. Karapatis, E. Boillat, R. Glardon//In: Acta Materialia. - 2003. - V. 51.-P. 1651-1662.

108. Chen, J.C. Radiant heat transfer in packed beds / J. C. Chen, S. W. Churchill // In: AICHE Journal. - 1963. - V. 9. - P. 35-41.

109. Gusarov, A. Heat transfer modeling and stability analysis of selective laser meiting / A. Gusarov, I. Yadroitsev, Ph. Bertrand, I. Smurov // In: J. Heat Transfer. -2009.-V. 131.-P. 072101.

110. Zhou, J. Numerical simulation of laser irradiation to a randomly packed bimodal powder bed / J. Zhou, Z. Yuwen, J. K. Chen // In: International Journal of Heat and Mass Transfer. -2009. - V. 52.-P. 3137-3146.

111. Dong, L. Three-dimensional transient finite element analysis of the selective laser sintering process / L. Dong, A. Makradi, S, Ahzi, Y, Remond // Journal of Materials Processing Technology. - 2009. - V. 209. - P. 700-706.

112. Nelson, J. S. Model of selective laser sintering of bisphenol-A polycarbonate / J. C. Nelson, S. Xue, J. W. Barlow, J. J. Beaman, H. L. Marcus, D. L. Bourell // Int Chem. Eng. Res. - 1993. -V. 32.-P. 2305-2317.

113. Papadatos, A.L. Computer simulation and dynamic control of the selective laser sintering process / A. L. Papadatos // MS Thesis. Clemson University, Clemson, SC. - 1998. -P. 47-55.

114. Papadatos, A.L. On dimensional stabilities: modeling of the Bonus-Z during the SLS process / A. L. Papadatos, S. Ahzi, C. R. Deckard, F. W. Paul // In: Bourell, D.L., et al. (Eds.), Solid Freeform Fabrication Proceedings. The University of Texas at Austin. - 1997. - P. 709-716.

115. Williams, J.D. Advances in modeling the effects of selected parameters on the SLS process / J. D. Williams, C. R. Deckard // Rapid Prototyping Journal. - 1998. -V.4. -№ 2. - P. 90-100.

116. Deckard, C.R. Part generation by layer-wise selective laser sintering / C. R. Deckard // M.Sc. thesis. The University of Texas at Austin, Austin, USA. 1986. - P. 28.

117. Childs, T. H. C. Selective laser sintering of an amorphous polymer simulations and experiments / T. H. C. Childs, M. Berzins, G. R. Ryder, A. E. Tontowi // Proc. Inst. Mech. Eng. - 1999. - V. 213B. - P. 333-349.

118. Tontowi, A. E. Densityof crystalline polymer sintered parts at various powder bed temperatures / A. E. Tontowi, T. H. C. Childs // Rapid Prototyping J. - 2001. -V. 7.-P. 180-184.

119. Kolossov, S. 3D FE simulation for temperature evolution in the selective laser sintering process / S. Kolossov, E. Boillat, R. Glardon, P. Fischer, M. Locher // Inter-

national Journal of Machine Tools & Manufacture. - 2004. - V. 44. - P. 117-123.

120. Sum, M.M. Physical modeling of the selective laser sintering process / M. M. Sum // Ph.D. Dissertation. University of Texas, Austin, TX. 1991. - 288 p.

121. Sum, M.M. A three dimensional model for selective laser sintering / M. M. Sum, J. J. Beaman // In: Bourell, D.L., et al., Solid Freeform Fabrication Proceedings. University of Texas at Austin. - 1991. - P. 102-109.

122. Гусаров, А. В. Перенос излучения в слоях металлических порошков при лазерном формировании / А. В. Гусаров // Квантовая электроника. - 2010. - Т. 40,-№5.-С. 451^159.

123. Tolochko, N. К. Absorptance of powder materials suitable for laser sintering / N. K. Tolochko, T. Laoui, Yu. V. Khlopkov, S. E. Mozzharov, V. Titov, M. B. Ignatiev // Rapid Prototyping Journals. - 2000. - V. 6. - P. 155.

124. Gusarov, A. V. Normal-directional and normal-hemispherical reflectances of micron- and submicron powder beds at 633 and 790 nm / A. V. Gusarov, E. H. Bentefour, M. Rombouts, L. Froyen, C. Glotieux, J. P. Kruth // J. Appl. Phys. - 2006. -V. 99.-P. 113528.

125. Wang, X. C. Direct selective laser sintering of hard metal powders: experimental study and simulation / X. C. Wang, T. Laoui, J. Bonse, J. P. Kruth, B. Lauwers, L. Froyen // Int. J. Adv. Manuf. Technol. - 2002. - V.19. - P. 351-357.

126. Gusarov, A.V. Modelling of radiation transfer in metallic powder at laser treatment / A. V. Gusarov, J. P. Kruth // Int. J. Heat Mass Transfer. - 2005. - V. 48. -P. 3423.

127. Van der Scheuren, B. Basic Contribution to the Development of the selective metal powder sintering process / B. Van der Scheuren // Ph. D. Thesis. Leuven Belgium, 1996.-P. 51.

128. Gusarov, A.V. Homogenization of radiation transfer in two-phase media with irregular phase boundaries / A. V. Gusarov // Phys. Rev. B. - 2008. - V. 77. - P. 144201.

129. Дейрменджан, Д. Рассеяние электромагнитного излучения сферическими полидисперсными частицами / Д. Дейрменджан. - М.: Мир, 1971. - 303 с.

130. Харанжевский, Е.В. Лазерное спекание нанокомпозитов Fe-Ni / Е. В. Ха-ранжевский, М. Д. Кривилев // ФММ. - 2011. - Т. 111. - № 1. - С. 54-63.

131. Кривилев, М.Д. Синтез композитных покрытий при высокоскоростном лазерном спекании металлических порошковых систем / М. Д. Кривилев, Е. В. Харанжевский, В. Г. Лебедев, Д. А. Данилов, Е. В. Данилова, П. К. Галенко // ФММ.-2013.-Т. 114. -№ 10.-С. 871-893.

132. Suryanarayana, С. Mechanical alloying and milling / С. Suryanarayana // Progress in Mater. Sci. - 2001. - V. 46. - P. 1-184.

133. Кривилев, М.Д. Управление лазерным спеканием металлических порошковых смесей / М. Д. Кривилев, Е. В. Харанжевский, Г. А. Гордеев, В. Е. Анку-динов // Управление большими системами. - 2010. - Вып. 31. - С. 299-322.

134. Костенков, С.Н. Рассеяние и поглощение лазерного излучения при его прохождении через ультрадисперсные порошковые среды / С. Н. Костенков, Е. В. Харанжевский // Вест. Удм. ун-та. Сер. Физика. Химия. - 2011. - Вып.1. - С. 13- 22.

135. Diermendjian, D. Electromagnetic scattering on spherical polydispersions / D. Diermendjian. - New York: Elsevier, 1969. - 260 p.

136. Baillis, D. Thermal radiation properties of dispersed media: theoretical prediction and experimental characterization / D. Baillis, J. F. Sacadura // J. Quant Spectrosc & Radiat. Transfer. - 2000. - V. 67. - P. 327.

137. Consalvi, J.L. A formal averaging procedure for radiation heat transfer in particulate media / J. L. Consalvi, B. Porterie, J. C. Loraud // J. Heat Mass Transfer. -2002.-V. 45.-P. 2755.

138. Gusarov, A.V. Radiation transfer in metallic powder beds used in laser processing / A. V. Gusarov, I. Smurov // Journal of Quantitative Spectroscopy & Radiative Transfer. - 2010. - V. 111. - P. 2517-2527.

139. Ландау, Л. Д. Электродинамика сплошных сред. Теоретическая физика. Т. 8 / Л. Д. Ландау, Е. М. Лифшиц. - М.:Наука, 1982. - 434 с.

140. Канавин, А. П. Отражение и поглощения излучения металлом с неоднородно нагретыми электронами / А. П. Канавин, К. Н. Мищик, С. А. Урюпин //

Квантовая электроника. - 2009. - Т. 39. -№ 9. - С. 839-844.

141. Князев, Б. А. Поверхностные электромагнитные волны от видимого диапазона до микроволн / Б. А. Князев, А. В. Кузьмин // Вестник НГУ. Серия: Физика. - 2007. - Т. 2. - Вып. 1. - С. 108-122

142. Герасимов, В. В. Френелевское отражение в оптических элементах и детекторах для терагерцового диапазона / В. В. Герасимов, Б. А. Князев, П. Д. Ру-дыч, В. С. Черкасский. - Институт ядерной физики им. Г. И. Будкера СО РАН.: Новосибирск, - 2006. - С. 1-24.

143. Сивухин, Д. В. Общий курс физики. Оптика / Д. В. Сивухин. - М.: Физ-матгиз, 1980.-751 с.

144. Соколов А.В. Оптические свойства металлов. - М.: Физматгиз, 1961. -464 с.

145. Ахманов, С.А. Физическая оптика / С. А. Ахманов, С. Ю. Никитин. - М.: Наука, 2004. - 654 с.

146. Борн, М. Основы оптики / М. Борн, Э. Вольф. - М.: Наука, 1970. - 855 с.

147. Гинзбург, В. JI. Оптические свойства металлов / В. JI. Гинзбург, Г. П. Мотулевич // УФН. - 1955. - Т. 55. - Вып.4. - С. 469-535.

148. Яковлев, Е. Б. Методические рекомендации по выполнению практических заданий по курсу «Взаимодействие лазерного излучения с вещество» / Е. Б. Яковлев, Г. Д. Шандыбин. - СПГУ.: ИТМО, - 2011. - С. 1-78.

149. Виноградов, В.В. О теоретических аспектах формирования макро- и микроструктуры в затвердевающем металлическом слитке / В. В. Виноградов, И. J1. Тяжельникова // Вестник Удмуртского университета. Серия 4: Физика и химия. Выпуск 1. - 2008. - С. 37-57.

150. Борисов В.Т. Теория двухфазной зоны металлического слитка / В. Т. Борисов. - М.: Металлургия, 1987. - 224 с.

151. Лякишев, Н. П. Диаграммы состояния двойных металлических систем / Под ред. Н. П. Лякишева. - М.: Машиностроение, 1997. - Т. 2. - 520 с.

152. Gusarov, A.V. Mathematical simulation of radiation transfer in the powder bed: application to selective laser sintering / A. V. Gusarov, J. P. Kruth // In: Bartolo

P. J., Mitchell .G, et al., editors. Proceedings of the first international conference on advanced research in virtual and rapid prototyping. Leiria. Portugal. - 2003. - P. 8— 248.

153. Журавлев В. А. Затвердевание и кристаллизация с гетеропереходами / В. А. Журавлев. - М.: Ижевск РХД УдГУ, 2006. - 557 с.

154. Лыков А. В. Явления переноса в капиллярно-пористых телах / А. В. Лыков. -М.: Гос. Издательство технико-теоретической литературы, 1954. - 298 с.

155. Павлюкевич Н.В. Модели переноса излучения в пористые среды / Н. В. Павлюкевич. - Липецк, 1986. - С. 23-31.

156. Kandis, М. Observation and Modeling of Part Growth and Shape Evolution of Polymer Parts Produced by Non-Isothermal and Laser-Induced Sintering of Powder / M. Kandis // PhD thesis.The University of Texas at Austin, 1999. - 188 p.

157. Zhang, Y. Thermal modeling selective area laser deposition of titanium nitride on a finite slab with stationary and moving laser beams / Y. Zhang, A. Faghri // International Journal of Heat and Mass Transfer. - 2000. - V. 43. - P. 3835-3846.

158. Zhang, Y. Melting of a subcooled mixed powder bed with constant heat flux heating / Y. Zhang, A. Faghri // International Journal of Heat and Mass Transfer. -1999.-V. 31.-P. 664-667.

159. Zhang, Y. Three-Dimensional Sintering of Two-Component Metal Powders With Stationary and Moving Laser Beams / Y. Zhang, A. Faghri, C. W. Buckley, T. L. Bergman // Journal of Heat Transfer. Transactions of the ASME. - 2000. - V. -122.-P. 150-158.

160. Zhang, Y. Thermal Modeling of Advanced Manufacturing technologies: Grinding, Laser Drilling, and Solid Free Form Fabrication / Y. Zhang // PhD thesis.The University of Connecticut, 1998. - 277 p.

161. Zhang, Y. Melting and resolidification of a Subcooled Mixed Powder Bed with Moving Gaussian Hat Source / Y. Zhang, A. Faghri // Journal of Heat Transfer. Transactions of the ASME. - 1998. - V. 120.-P. 883-891.

162. Dai, K. Thermal and stress modeling of multi-material laser processing / K. Dai, L. Shaw // Acta Material. - 2001. - V. 49. - P. 4171-4181.

163. Kharanzhevskiy, E. V. Modeling of laser radiation transport in powder beds with high-dispersive metal particles / E. V. Kharanzhevskiy, S. N. Kostenkov // Journal of Alloys and Compounds. - 2014. - V. 576. - P. 246 - 249.

164. Костенков, С. H. Численное исследование переноса лазерного оптического излучения в высоко дисперсных порошковых средах / С. Н. Костенков, Е.

B. Харанжевский // Химическая физика и мезоскопия. - 2014. - Т. 16. - № 1. -

C. 68-81.

165. Костенков, С. Н. Поглощение лазерного излучения ультрадисперсными порошковыми материалами / С. Н. Костенков, Е. В. Харанжевский // материалы IX Всероссийской конференции «Физикохимия ультрадисперсных (нано-) систем». Ижевск, ноябрь 2010 г., - С. 190-191.

166. Костенков, С. Н. Моделирование переноса лазерного излучения в металлических ультрадисперсных порошках / С. Н. Костенков, Е. В. Харанжевский // материалы четвертой Международной конференции «От наноструктур, нано-материалов и нанотехнологий к наноиндустрии». Ижевск, апрель 2013 г., - С. 55 -56.

167. Kharanzhevskiy, E. V. 3D modeling of laser radiation transport in powder beds with high-dispersive metal particles / E. V. Kharanzhevskiy, S. N. Kostenkov // theses reports Europen congers and Exhibition on Advanced Materials and Processes, Euromat 2013. Sevilla, Spain, September 2013 r.

168. Костенков, С. H. 3D моделирование транспорта энергии лазерного излучения в ультрадисперсных порошковых средах с металлическими частицами / С. Н. Костенков, Е. В. Харанжевский // материалы V Всероссийской конференции по наноматериалам «НАНО 2013». Звенигород, сентябрь 2013 г. - С. 67 -68.

169. Костенков, С. Н. Рассеяние лазерного излучения на полидисперсных сферических частицах / С. Н. Костенков, Е. В. Харанжевский // Вестник Удмуртского университета. Сер. Физика. Химия. - 2012. - Вып. 1. - С. 31 - 38.

170. Харанжевский, Е. В. 2D моделирование переноса лазерного излучения в дисперсных металлических порошковых средах / Е. В. Харанжевский, С. Н.

Костенков // Вестник Удмуртского университета. Сер. Физика. Химия. — 2012. — Вып. З.-С. 33 -43.

171. Костенков, С. Н. К выбору граничных условий для 3D численного моделирования транспорта энергии в металлических порошковых средах / С. Н. Костенков, Е. В. Харанжевский // Вестник Удмуртского университета. Сер. Физика. Химия. - 2013. - Вып. 2. - С. 68 - 72.

172. Rombouts М. Selective laser sintering/melting of iron-based powders / M. Rombouts Ph.D. thesis. - 2006. - 268 c.

173. Григорьянц А. Г. Лазерная сварка металлов / А. Г. Григорьянц, И. Н. Шиганов. - М.: Высшая школа, 1988. - Книга 5. - 206 с.