Wyniki 1-8 spośród 8 dla zapytania: authorDesc:"Antoni Rycyk"

Modyfikacja warstwy wierzchniej stopu tytanu Ti6Al4V metodą laserowego odkształcania

Czytaj za darmo! »

W pracy przedstawiono wyniki badań topografii, mikrostruktury oraz chropowatości warstwy wierzchniej stopu tytanu Ti6Al4V, otrzymanej w wyniku laserowego odkształcania. Proces laserowego odkształcania przeprowadzono przy wykorzystaniu impulsowego lasera ReNOVALaser Nd:YAG z modulacją Q. Stosowano długość fali 1,064 µm. Gęstość mocy wynosiła 1 GW/cm2, a czas trwania impulsu 18 ns. W trak[...]

Wytwarzanie warstw intermetalicznych za pomocą impulsowego promieniowania laserowego

Czytaj za darmo! »

Obecne zainteresowanie wykorzystaniem laserów do badań naukowych, jak i do zastosowań przemysłowych, jest bezpośrednio związane z unikatowymi właściwościami promieniowania laserowego. Wysoka spójność przestrzenna promieniowania osiągana w laserach pozwala na ekstremalne jego ukierunkowanie i koncentrację, osiągając gęstość mocy ponad 1021 W/cm2. Monochromatyczność światła laserowego, łącznie z możliwością przestrajania długości fali, otwiera możliwość wysoce selektywnemu, wąskopasmowemu wzbudzaniu różnych ośrodków. Kontrolowane impulsowe i selektywne wzbudzanie ośrodka oferuje dużą rozdzielczość czasową i często staje się możliwe pokonanie konkurencyjnych i towarzyszących zjawisk występujących podczas oddziaływania światła z materią. Kombinacja tych wszystkich właściwości oferuje szerokie i wszechstronne użycie laserów do całkowicie różnych zastosowań [1÷3]. Jednym z głównych zastosowań promieniowania laserowego w inżynierii powierzchni jest modyfikacja powierzchni, całościowa lub lokalna. Powierzchnie metalowe mogą być w różny sposób modyfikowane, tak aby spełniały fizyczne, chemiczne i mechaniczne wymagania i obejmują takie technologie, jak np. przetapianie, szkliwienie, strukturowanie, czy utwardzanie uderzeniowe (laser shock peening). W artykule autorzy prezentują numeryczne i eksperymentalne wyniki oddziaływania impulsowego promieniowania laserowego z czterowarstwową próbką. Próbkę stanowi układ trzech cienkich warstw metalicznych (Cr, Cu i Al) naniesionych metodą PVD na podłoże wykonane z kwarcu o grubości 3 mm. Celem pracy było wytworzenie nowatorskiej warstwy wierzchniej składającej się z nieprzetopionej wierzchniej strefy Cr i przeprowadzenie mikroprzetapiania dwóch spodnich warstw metalicznych (Cu i Al) - w celu wytworzenia strefy interme[...]

Wykorzystanie bezpośredniej litografii interferencyjnej do nanoszenia struktur periodycznych na powierzchni różnych materiałów


  Bezpośrednia litografia interferencyjna jest technologią przeznaczoną do modyfikacji powierzchni różnych materiałów. Technologia ta wykorzystuje przestrzenne zmiany natężenia promieniowania wytworzonego w wyniku interferencji co najmniej dwóch impulsowych wiązek laserowych dużej mocy, które indukują lokalne i okresowe modyfikacje powierzchni materiału. Pozwala to, w jednym kroku i bez maski, na bezpośrednie wytwarzanie okresowych struktur i wzorów o dobrze zdefiniowanym porządku dalekiego zasięgu w skali mikro- i submikronowej [1÷3]. Technika ta jest nowym rozwiązaniem periodycznej inicjacji takich procesów metalurgicznych jak topnienie, rekrystalizacja czy regeneracja warstwy wierzchniej materiałów. Wykorzystanie impulsowych laserów dużej mocy pozwala na modyfikację morfologii i struktury warstwy lub warstw wierzchnich, włącznie z przetapianiem warstw głębiej położonych bez naruszania warstwy powierzchniowej. W zależności od określonych parametrów materiałowych i morfologii struktury można zrealizować nowe układy, takie jak biosensory, układy mikroprzepływów, formy do zastosowań biologicznych oraz struktury fotoniczne. W porównaniu z bardziej znanymi metodami litograficznych nowością tej technologii jest bezpośredni proces wytwarzania tego rodzaju struktur w przeciwieństwie do wytwarzania na materiale pośrednim w postaci fotorezystu. Zmiany topografii powierzchni, generowanie mikro/nanostruktur jedno-, dwu- i trójwymiarowych, w tym struktur zhierarchizowanych, wytwarzanych na powierzchni materiałów, silnie wpływają na ich własności, a nawet spełniane funkcje. Możliwość sprawnego i ekonomicznego wytwarzania dobrze zdefiniowanych, regularnych struktur powierzchniowych może być skutecznym sposobem znacznej poprawy istniejących lub tworzenia nowych właściwości wielu materiałów [3÷5]. W artykule do wytwarzania periodycznych wzorów na powierzchni metali, półprzewodników, izolatorów, ceramiki i metalicznych struktur wielowarstwowyc[...]

Wybrane metody laserowego periodycznego strukturowania powierzchni


  Zastosowanie laserowych metod obróbki powierzchniowej stwarza niemal nieograniczone możliwości kształtowania właściwości warstwy wierzchniej różnych materiałów. Właściwości warstwy wierzchniej można modyfikować w różny sposób, tak aby spełniały założone wymagania fizyczne,, chemiczne lub mechaniczne, takie jak np. zwiększenie odporności na ścieranie [1], zmniejszanie oporów przepływu [2], zmiana właściwości tribologicznych [3], zmniejszanie współczynnika odbicia światła [4], zwiększenie współczynnika adhezji [5] lub zabezpieczenie przed korozją [6]. Ponadto właściwości samych materiałów są silnie związane z ich mikrostrukturą, jak również jej rozmieszczeniem przestrzennym. W związku z tym modyfikacja powierzchni z myślą o dopasowaniu odpowiedniego wzoru topograficznego i mikrostruktury jest kluczem do funkcjonalności powierzchni. Począwszy od podglądania natury, poprzez badania jej odpowiedników [7, 8], można udowodnić, że dobrze zaprojektowana modyfikacja warstwy wierzchniej o odpowiednich rozmiarach jest w stanie połączyć różne właściwości, które mogą być znacznie lepsze od materiałów kompozytowych i ich oryginalnych powierzchni. W artykule przedstawiono dwie metody efektywnego, laserowego kształtowania wzoru topograficznego i mikrostruktury w stopie amorficznym Fe88Si11B1. W metodzie bezpośredniej laserowej litografii interferencyjnej odpowiedni wzór otrzymuje się dzięki nałożeniu wiązek laserowych (dwóch lub więcej) na powierzchni materiału, które, oddziałując ze sobą, tworzą obraz interferencyjny. W wyniku odpowiedniego doboru poziomu energii laserowej pole interferencyjne może spowodować w maksimach interferencyjnych przetopienie, a nawet ablację materiału [9÷11]. W drugiej metodzie wykorzystano jedną z niestabilności związanych z dodatnim sprzężeniem zwrotnym pomiędzy charakterystykami promieniowania laserowego a obrabianym materiałem. Jest nią spontaniczne tworzenie się laserowo indukowanej periodycznej mikrostruktu[...]

Periodyczne strukturowanie powierzchni wybranych materiałów biozgodnych DOI:10.15199/48.2015.05.13

Czytaj za darmo! »

W artykule przedstawiono eksperymentalnie wytworzone struktury periodyczne, w skali mikro i sub-mikro, na powierzchniach wybranych biozgodnych materiałów - stopów tytanu i amorficznego węgla (DLC). Strukturowanie powierzchni tych materiałów uzyskano wykorzystując metodę bezpośredniej laserowej litografii interferencyjnej, tworząc 1D i 2D wzory o okresie równym użytej długości fali i jej wielokrotności, w zależności od ilości wiązek lasera biorących udział w interferencji. Abstract. The paper presents experimentally fabricated periodical structures, in a micro- and submicro scale, at surfaces of selected biocompatible materials - Titanium alloys and amorphous carbon (DLC). Surface structuring of these materials has been performed using direct laser interference lithography method. It resulted in the creation of 1 D and 2 D patterns with periods equal to the laser wavelength and its multiplies, in dependence on the number of interfering laser beams. (Periodical surface structuring of selected biocompatible materials). Słowa kluczowe: ablacja laserowa, bezpośrednia litografia interferencyjna, strukturowanie powierzchni biozgodnych. Keywords: laser ablation, direct laser interference lithography, biocompatible surfaces structuring. Wstęp Na podstawie literatury [1-3] i z badań własnych autorów wynika, że topograficzna modyfikacja powierzchni materiałów biozgodnych wzmacnia oddziaływanie komórek z taką powierzchnią. Konsekwencją jest zwiększenie przyczepności komórek do podłoża (zwiększenie adhezji), zwiększony zasięg rozprzestrzeniania się komórek, a także ukierunkowanie ich rozwoju. W artykule przedstawiono eksperymentalnie wytworzone struktury periodyczne, w skali mikro i submikro, na powierzchniach wybranych biozgodnych materiałów. Strukturowanie powierzchni tych materiałów uzyskano wykorzystując metodę bezpośredniej laserowej litografii interferencyjnej, tworząc 1D i 2D wzory o okresie równym użytej długości fali i jej wielokrotnośc[...]

The influence of surface topography elaborated by prism optics based laser interference modification on cell differentiation DOI:10.15199/28.2016.4.2


  The direct laser interference lithography, based on bi-prism, tetragonal pyramid and an axicon was used as a tool for periodical structuring of different bioscaffolds. The simple, source laser system with stable Nd:YAG laser resonator, amplifying system (energy up to 1 J) and prism-based interferometer optics gave possibility to create periodical, linear, dotted and even circular surface structures, with high degree of periods, width and depth control. The general idea consists of the imitation of the structure and function of tissues and adoption of these solutions for the material science. It is well known that the influence of the artificial material on the cellular processes related to the differentiation, proliferation and growth are dependent on the chemical composition and surface topography as well as mechanical properties of applied materials. The most recent studies focus on the cell interaction with flat scaffolds. However, cells are found covering a highly rough surface in the blood vessels. The work was related to reconstruction of the structure and function and topography of luminal side of the blood vessels. The most important aspect was to recreate cellular niches which plays specific function on the activation and differentiation of stem cells. The mechanical stresses generated at any certain site depend on the surface micropatterns of the material as well as the other signals that cell receives from chemical stimuli. This work is one of the first attempts to determine correlation of surface micro-topography with biochemical stimulation by adsorbed on the materials surface molecules and both factors potential influence on cellular response. The study was aimed at showing the mechanism of human endothelial progenitor cells adhesion, morphology and function control in response to surface patterning. It was found that micro-channels enhanced intercellular connections forming tight junctions and the appropriate progenitor cell diff[...]

Laserowa mikroobróbka materiałów DOI:10.15199/13.2016.11.9


  Obok wielu różnych zastosowań, promieniowanie laserowe jest stosowane również szeroko w przemyśle do powierzchniowej obróbki różnych materiałów z wykorzystaniem procesów ablacji laserowej. Tematyka ta jest bardzo szeroka. Zespół autorów prowadzi od wielu lat badania nad zastosowaniem powierzchniowej obróbki laserowej w tak różnych obszarach jak konserwacja zabytków (czyszczenie laserowe) czy bioinżynieria (kształtowanie powierzchni implantów). W niniejszym artykule przedstawiono pewien wycinek prac zespołu, związany z opracowaniem laserowej metody badań adhezji cienkich warstw i laserową obróbką materiałów do zastosowań w mikro-przepływach i separacji komórek krwi. W pierwszym przypadku, padające na powierzchnię intensywne promieniowanie laserowe wytwarza silną falę uderzeniową w badanych materiale, pozwalającą określić progowe wartości uszkodzenia warstw technologicznych. Badania uzupełnione są przez modelowanie teoretyczne towarzyszących zjawisk fizycznych. W drugim przypadku uwagę zwraca możliwość separacji krążących komórek nowotworowych na laserowo wykonanych mikrositach, zawierających setki tysięcy otworów o średnicach na poziomie 10 μm na obszarach o obwodzie kilkunastu mm. Wymiary mikro-sit pozwalają na ich umieszczenie w układach mikro-przepływowych. Słowa kluczowe: mikro-obróbka laserowa, fale uderzeniowe, grawerowanie szkła, cięcie szafiru, wytwaranie mikrosit.W Laboratorium Zastosowań Laserów Instytutu Optoelektroniki WAT prowadzone są prace z zakresu mikroobróbki laserowej i opracowania laserowych metod modyfikacji warstwy wierzchniej materiałów. Zintegrowanie postępów w dziedzinie elektroniki, techniki laserowej, techniki komputerowej oraz oprogramowania umożliwiło zautomatyzowanie laserowych technologii obróbki materiałów. Dzięki temu od kilkunastu lat obserwujemy lawinowy wzrost zastosowań laserów w dziedzinie inżynierii materiałowej. Obecnie trudno znaleźć dziedzinę, w której lasery nie są stosowane. Nal[...]

Kolorymetryczna analiza wyników czyszczenia laserowego metalowych dzieł sztuki

Czytaj za darmo! »

Środowisko naturalne zawiera wiele agresywnych składników, które powodują, że metalowe dzieła sztuki ulegają ciągłym procesom korozji [1]. W celu stabilizacji ich stanu powstające nawarstwienia powinny być usunięte przed nałożeniem warstw ochronnych. Proces czyszczenia laserowego dzieł sztuki, po raz pierwszy zademonstrowany w latach 70. [2], jest obecnie zaakceptowaną procedurą w konserwacji [3]. Obiektem dyskusji są jednak wciąż granice stosowalności laserowego usuwania niepożądanych warstw powierzchniowych. W szczególności dotyczy to konserwacji metali, ze względu na wciąż nierozwiązane problemy dotyczące zachowania oryginalnej powierzchni, wiedzy o tworzeniu się niekorzystnych, laserowo indukowanych jej zmian, czy końcowej morfologii powierzchni naświetlonych obszarów [4, 5]. Tak jak większość nowych i często kontrowersyjnych technik konserwatorskich, czyszczenie laserowe poddawane jest szczególnie wnikliwym, specjalistycznym analizom, których celem jest potwierdzenie nieniszczącego charakteru tej obróbki. Prowadzone są również prace dotyczące nowych procedur czyszczenia laserowego minimalizujące jego wpływ na oryginalne podłoże historyczne. Stosowane są w tym celu metody diagnostyczne wykorzystujące najnowsze osiągnięcia inżynierii materiałowej, fizyki jądrowej oraz optoelektroniki [6÷9]. Podobnie jak w przypadku samych metod restauracji unikalnych dzieł sztuki, najbardziej akceptowalne przez środowisko konserwatorskie są nieinwazyjne metody analiz, pozwalające na ocenę efektów zjawisk towarzyszących oddziaływaniu silnego promieniowania laserowego z materiałem bez pobierania próbek i w miejscu ekspozycji dzieł. Rozwój kolorymetrii spektrofotometrycznej doprowadził do powstania szeregu niewielkich, przenośnych urządzeń, wyposażonych we własne źródła oświetlenia, wzorce, filtry i oprogramowanie umożliwiające wszechstronną analizę zmian kolorów badanych powierzchni [10]. Analizy kolorymetryczne stanowią jedną z najczęściej [...]

 Strona 1