Change of morphology and chemical composition of the surface of Tі-AL-V alloys under irradiation by Nd:YAG laser in different environment

Authors

  • М. О. Васильєв G.V. Kurdyumov Institute of Metal Physics, Ukraine
  • В. С. Філатова G.V. Kurdyumov Institute of Metal Physics, Ukraine
  • Л. Ф. Яценко G.V. Kurdyumov Institute of Metal Physics, Ukraine
  • П. О. Гурін P.L. Shupik Kyiv Medical Academy of Postgraduate Education, Ukraine

DOI:

https://doi.org/10.24144/2415-8038.2011.30.98-106

Keywords:

Laser processing, Surface morphology, Chemical composition, Surface-periodic structure

Abstract

Influence of pulse laser irradiation (Nd:YAG) at different energy density (48-160 J/cm2) in air and in inert atmosphere (Ar) on physical and chemical state of the biocompatible Ti-Al-V titanium alloy surface is studied. Formation of different types of surface structures in particular, non-resonance periodic structure, areas of cell structure and periodic annular relief is revealed depending on the treatment condition and environment. The chemical composition of the surface Ti-Al-V alloy after laser irradiation in air showed increased content of oxygen.

References

Васильев М.А., Беда В.И., Гурин П.А. Физиологический отклик на состояние поверхности металлических дентальных имплантатов. – Львов: ГалДент, 2010. – 118 с.

Васильев М.А., Нищенко М.М., Гурин П.А. Лазерная модификация поверхности титановых имплантатов // Успехи физики металлов. – 2010. – Т.11. – №2. – С. 209 – 247.

Trtica M., Gakovic B., Batani D. Surface modification of a titanium implant by a picosecond Nd: YAG laser operating at 1064 and 532 nm // Applied Surface Science. – 2006. – № 253. – P. 2551–2556.

Tavakoli J. Characterization of Nd:YAG laser radiation effects on Ti6Al4V physic-chemical properties: an in vivo study // Applied Surface Science. – 2007. – Vol. 20. – № 1. – P. 101–111.

Milovanovic Dubravka S., Bojan B. Radar et al.Surface morphology modification of titanium based implant induced by 40 picosecond laser pulses at 266 nm // Journal of Alloy and Compounds. – 2010. – № 501. – P. 89-92.

Бармина Е.В., Стратакис Э., Шафаеев Г.А Генерация наноструктур при лазерной абляции металлов в жидкостях: новые результаты // Квантовая электроника. – 2010. – №11. – С. 1012 –1018.

Либенсон М.Н. Поверхностные электромагнитные волны в оптике // Соросовский образовательный журнал. – 1996. – № 11. – С. 103-110.

Астапчик С.А. , Береза Н.А. Форми¬рование периодических структур при направленной кристаллизации, лазерной обработке и осаждении. – Минск: Белорусская наука, 2009. – 240 с.

Weck A., Crawford T.H.R., Wilkinson D.S. Ripple formation during deep hole drilling in copper with ultrashort laser pulses // Applied Physics A. – 2008. – №89. –Р.1001 – 1006.

Галенко П.К., Харанжевский Е.В., Данилов Д.А. Структура и механические свойства конструкционной стали при лазерной высокоскоростной перекристаллизации // ФММ. – 2002. – Т. 94. – № 2. – С. 100–110.

Улов А.А., Самуров И.Ю., Лашин А.М., Гуськов А.Г. Моделирование теплофизических процессов импульсного лазерного воздействия на металлы. М.: Наука, 1991. – 240 с.

Емельянов В.И., Макин В.С., Уварова И.Ф. Образование упорядоченных вакансионно-деформационных структур на поверхности металла при лазерном облучении // Физика и химия обработки материалов. – 1990. – № 2. – С. 12-19.

Published

2011-12-31

Issue

Section

Статті