Wyniki 1-10 spośród 22 dla zapytania: authorDesc:"Jan MARCZAK"

Laserowe oczyszczanie dzieł sztuki

Czytaj za darmo! »

Głównym zadaniem konserwatorów dzieł sztuki i obiektów zabytkowych jest oszacowanie i analiza uszkodzeń (aktualny stan obiektu), restauracja obiektu (np. proces oczyszczania) oraz zabezpieczenie dzieła sztuki przed dalszą jego degradacją. Jedną z metod fizycznych, która staje się coraz bardziej popularna w procesie usuwania warstw wierzchnich (czyszczenia) jest metoda laserowa. Metoda laserow[...]

Metody kontroli grubości warstw wierzchnich usuwanych podczas ablacji laserowej

Czytaj za darmo! »

Współczesna konserwacja dzieł sztuki podczas usuwania warstw wierzchnich - nawarstwień wykorzystuje nowe narzędzie, laser impulsowy [1÷7]. Czyszczenie laserowe oferuje szereg zalet w porównaniu z konwencjonalnymi metodami chemicznymi i mechanicznymi [1, 8÷10]. Jednak lasery wymagają dużych inwestycji początkowych, co jest prawdopodobnie istotną wadą tej technologii. Ze względu na łatwość sterowania parametrami laserów, mogą być one stosowane w sposób selektywny, a w efekcie można realizować bardziej skuteczne i bezpieczniejsze oczyszczanie obiektów. Lasery charakteryzują się wysokim stopniem kontroli ablacji (łac. ablatio - odjęcie) warstwy wierzchniej z bardzo precyzyjnym pozycjonowaniem i dużą selektywnością usuwanych warstw, są również bezpieczniejsze dla użytkownika i środowiska. Dla wielu materiałów, a zwłaszcza tych, z których wykonane są dzieła sztuki i zalegające na nich nawarstwienie, istnieje granica związana ze stopniem oczyszczenia obiektu, jak również minimalne ryzyko uszkodzenia powierzchni podłoży - substancji zabytkowej. W tym celu opracowuje się i wprowadza szereg metod diagnostycznych informujących konserwatora o osiąganym poziomie oczyszczenia powierzchni lub umożliwiających kontrolę nad usunięciem odpowiedniej grubości warstwy wierzchniej. Pomimo iż czyszczenie laserem jest często określane jako "proces samoograniczający się" [11÷13], jest to pojęcie słuszne dla dzieł sztuki wykonanych głównie z kamienia (np. wapienia czy piaskowca). Samoograniczenie oznacza, że odparowywanie (ablacja) materiału z powierzchni obiektu zatrzymuje się, gdy zostanie usunięta warstwa zanieczyszczeń, bez jakiejkolwiek interwencji ze strony konserwatora, tzn. oczyszczona już powierzchnia nie ulega uszkodzeniu w wyniku dalszej ekspozycji na kolejne impulsy lasera. Dla innych obiektów, np. z papieru, pergaminu czy werniksu, aby uzyskać informację o zakończonym procesie lub zapobiec ewentualnemu uszkodzeniu, wykorzystuje się różnego[...]

Pomiar ciśnienia fal uderzeniowych w eksperymentach laserowego umacniania udarowego

Czytaj za darmo! »

Rozwój techniki laserowej spowodował wzrost zastosowań promieniowania laserowego do obróbki materiałów. Promieniowanie laserowe wykorzystywane jest do wielu celów m.in.: szkliwienia, przetapiania, stopowania (domieszkowania powierzchniowego), platerowania, czyszczenia itp. [1]. W inżynierii materiałowej promieniowanie laserowe jest wykorzystywane najczęściej do powierzchniowej obróbki cieplnej. Istnieje także metoda wykorzystująca laserowo wzbudzane fale uderzeniowe do powierzchniowej obróbki plastycznej na zimno. Nosi ona nazwę "laserowe umacnianie udarowe" (ang. Laser Shock Peening albo Laser Shot Peening - w skrócie LSP [2÷7]). Metoda umożliwia nawet dziesięciokrotne zwiększenie odporności zmęczeniowej części metalowych, np. tytanowych łopatek turbin silników lotniczych. Jest droga i ma niską wydajność, ale mimo to jest już wykorzystywana na skalę przemysłową. W wielu ośrodkach naukowych prowadzone są intensywne prace badawcze zmierzające do zwiększenia jej efektywności i wydajności [2÷7]. Optymalizacja metody wymaga m.in. pomiaru ciśnienia fali uderzeniowej. Do detekcji tych fal stosuje się m.in. czujniki piezoelektryczne wykonane z polimeru PVDF [8÷13]. Obszar aktywny tych czujników może mieć niewielkie wymiary, 1×1 mm2, dzięki czemu nadają się one do detekcji fal wzbudzanych przez impulsy laserowe o małej energii. Pomiar ciśnienia fali uderzeniowej został szerzej opisany we wcześniejszych pracach [14, 15]. Badana próbka powinna być dostatecznie cienka, by nie nastąpiło zbyt silne stłumienie fali. Czujnik musi się stykać bezpośrednio z ośrodkiem, w którym propaguje się fala. Prędkość dźwięku oraz gęstość materiału próbki i czujnika na ogół są różne, a to powoduje zakłócenie propagacji badanej fali. Czujnik wskazuje ciśnienie fali występującej w jego wnętrzu, które ma na ogół inną wartość niż ciśnienie fali w badanej próbce. W pracy podjęto próbę wyjaśnienia związku między wynikiem pomiaru a wartością ciśnienia fali uder[...]

Laserowe czyszczenie metalowych oplotów nici stosowanych w tkaninach zabytkowych

Czytaj za darmo! »

Dziedzictwo kultury jest bogate w dzieła sztuki i wyroby z metali i ich stopów, jak również w obiekty pokrywane warstwami metalicznymi (np. złocenia). Z powodu wielu agresywnych składników otaczającego środowiska, dzieła wykonane nawet z metali szlachetnych ulegają procesowi korozji i utleniania zarówno w ziemi, wodzie, jak i w powietrzu. Dotyczy to nie tylko metali w obiektach archeologicznych odkrywanych w miejscach wykopalisk lub znalezionych w morzu, ale również dzieł sztuki eksponowanych w zanieczyszczonej atmosferze ziemskiej. Można więc podzielić obiekty metalowe na: archeologiczne, obiekty eksponowane na wolnym powietrzu - narażone na bezpośrednie zanieczyszczenia atmosferyczne i obiekty muzealne - przechowywane w mniej groźnej i kontrolowanej atmosferze wnętrz muzealnych. Najbardziej typowa utrata estetycznych wartości metalowych dzieł sztuki jest spowodowana zmianami chemicznymi (korozją) oraz uszkodzeniami mechanicznymi. Większość metali, z wyjątkiem np. złota, nie jest stabilna. Związki chemiczne z wielu różnych źródeł z otoczenia reagują z metalami w celu utworzenia bardziej stabilnych związków, które obserwuje się jako patynę lub korozję. Jednym z ważnych procesów w konserwacji obiektów archeologicznych i dzieł wykonanych z metalu jest czyszczenie, które jest krytycznym etapem restauracji. Istnieje szereg metod i technik czyszczenia, niemniej ich wybór w konserwacji danego obiektu często komplikują pytania w rodzaju "co będzie usuwane?" lub "co będzie zachowane?". Wynika to z faktu, że rozróżnienie optymalnego czyszczenia od nadmiernego czyszczeniem jest często bardzo subtelne. W konserwacji dzieł sztuki naczelną i bezwarunkowo stosowaną zasadą jest pozostawienie badanego obiektu w stanie nienaruszonym. W praktyce jest to rzadko możliwe do osiągnięcia. Czyszczenie metali jest prowadzone najczęściej za pomocą metod mechanicznych i chemicznych, wybranych tak, aby uwzględniały rodzaj materiału, stan obiektu i cel k[...]

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[...]

Laserowe nanoszenie znaków barwnych na podłoża ceramiczne

Czytaj za darmo! »

Różne rodzaje obróbki laserowej zyskują coraz większą popularność w wielu dziedzinach, takich jak: badania naukowe, przemysł [1÷3], technika wojskowa (dalmierze, laserowe wskaźniki celu), edukacja i urządzenia użytku domowego (dyski optyczne, odtwarzacze CD), restauracja dzieł sztuki [4] i wielu, wielu innych. Od kilku lat obserwuje się także zainteresowanie przemysłu ceramicznego zastosowaniem techniki laserowej do znakowania i zdobienia wyrobów ceramicznych. Podjęto odpowiednie prace badawcze w tej dziedzinie, co zaowocowało pojawieniem się wielu doniesień i patentów [np. 5÷11]. Również w Polsce z inicjatywy Instytutu Ceramiki i Materiałów Budowlanych i we współpracy z Instytutem Optoelektroniki WAT podjęto prace badawcze w dziedzinie laserowego znakowania i zdobienia ceramiki [12÷15]. Proces, w którym nanoszony barwnik zostaje na stałe spojony z podłożem ceramicznym na skutek oddziaływania termicznego wiązki lasera dużej mocy nie jest szeroko opisywany w literaturze [np. 8], choć oferowane są już na rynku zagraniczne barwniki ceramiczne przeznaczone do tego celu [16]. W artykule przedstawiono opis niektórych technik wykorzystywanych do optymalizacji procesu laserowej obróbki i zdobienia ceramiki. Omówiono m.in. wpływ konfiguracji układu eksperymentalnego na szerokość ścieżek wypalanych wiązką laserową na ceramice. DOBÓR PARAMETRÓW OBRÓBKI LASEROWEJ Wszelkie obiekty dekoracji wypalanej laserem mogą się składać z punktów (kropek) lub linii. Punktowe wypalanie laserowe stosuje się przy odtwarzaniu obrazów (np. fotografii) na ceramice. Napisy, etykiety, różne rysunki można także wykonywać metodą wektorową. Podstawowym elementem obiektu wektorowego jest linia, dlatego zbadano dokładniej wpływ parametrów obróbki laserowej (moc wiązki laserowej, szybkość skanowania oraz odległość obrabianej powierzchni od płaszczyzny ogniskowej soczewki skanera) na szerokość, barwę i jednorodność wypalonej linii. Szerokość wypalanej linii zależ[...]

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[...]

Zastosowanie laserowo indukowanych fal uderzeniowych do badania dynamicznych właściwości materiałów


  Badania nad nowymi materiałami i warstwami oraz metodami ich wytwarzania wymagają stosowania nowych, szybkich i precyzyjnych metod diagnostycznych. Znajomość właściwości mechanicznych materiałów i warstw wierzchnich w warunkach statycznych, a przede wszystkim dynamicznych jest niezbędna do właściwego projektowania maszyn i urządzeń. Bardzo duże prędkości odkształceń występują w trakcie tarcia, obróbki mechanicznej materiałów oraz eksploatacji podzespołów wykorzystywanych w wielu dziedzinach techniki. Właściwości materiałów przy dużych prędkościach odkształceń w znaczący sposób różnią się od właściwości w warunkach statycznych. W szczególności dotyczy to twardości dynamicznej, naprężeń własnych i adhezji warstw do podłoża, dynamicznej granicy plastyczności i wytrzymałości. Zastosowanie krótkich impulsów laserowych do badania właściwości materiałów i warstw pozwala na poznanie procesów zachodzących w materiałach przy prędkościach odkształceń powyżej 106 s-1, które nie są możliwe do osiągnięcia innymi dotychczas stosowanymi metodami. Wykorzystywana jest w tym celu fala uderzeniowa wytwarzana w wyniku oddziaływania impulsu laserowego o dużej energii z badanym materiałem. Laser zastępuje dotychczas stosowane urządzenia mechaniczne, takie jak dzielony pręt Hopkinsona lub instalacje do zderzania płyt [1]. Proces ten jest również powszechnie wykorzystywany do powierzchniowej obróbki umacniającej metali i stopów (tzw. Laser Shot Peening - LSP). Badania optymalizacyjne związane z tą obróbką są prowadzone w wielu ośrodkach krajowych [2÷4] i zagranicznych [5÷7]. W roku 2014 w Instytucie Podstawowych Problemów Techniki Polskiej Akademii Nauk i Instytucie Optoelektroniki Wojskowej Akademii Technicznej zostały rozpoczęte prace nad laserową metodą diagnostyki właściwości mechanicznych materiałów. Celem tych prac jest nie tylko analiza materiałów jednorodnych, lecz również badanie cienkich, nanometrycznych warstw i małych objętości materiał[...]

 Strona 1  Następna strona »