ьних випадків.
Про лазерних технологічних процесах. Спочатку зупинимося на технологіях, в яких працюють лазери з імпульсною генерацією випромінювання. Процеси, в яких щільність потоку імпульсу лазерного випромінювання така, що за час його дії речовина істотно не плавиться, відносяться до лазерної термообробці.
Найбільше поширення в промисловості отримала гарт (з твердого та рідкого стану) певних марок сталі, дія імпульсного лазерного випромінювання на поверхню виробів з яких підвищує твердість поверхневого шару товщиною в кілька десятків мікрометрів і внаслідок цього збільшує зносостійкість матеріалу.
У останні роки реалізований процес, пов'язаний із застосуванням лазерного випромінювання для так званого відпалу дефектів кристалічної структури речовини; дефекти ці виникають в ньому при легуванні тонкого (менше 1 мкм) поверхневого шару речовини, найчастіше кремнію, за допомогою іонної імплантації. Іонна імплантація (Широко застосовується в технології створення електронних схем) - посилка потоку прискорених іонів у певну ділянку на поверхні напівпровідникового матеріалу для створення областей із заданими величиною електропровідності і типом провідності (електронною або доречний). Дефекти, зазвичай звані радіаційними, виникають, коли прискорений потік іонів проходить через речовину. Вони негативно впливають на якість матеріалу, погіршуючи експлуатаційні характеристики приладів, з нього створюваних. Дія імпульсного лазерного випромінювання малої тривалості зменшує число таких дефектів; як кажуть, відбувається їх відпал, хоча механізм зменшення числа радіаційних дефектів НЕ завжди ясний.
Процеси гарту сталей і відпалу радіаційних дефектів у напівпровідниках, що використовують лазерне випромінювання, далеко не рівнозначні за умовами їх здійснення, так як в кожному з них застосовується випромінювання з істотно відмінними длительностями імпульсів. Для гарту поверхневого шару в низько-і середньовуглецевих сталях застосовують імпульси, тривалість яких кілька одиниць мілісекунд, а для відпалу іонно-імплантованих шарів напівпровідникових матеріалів - імпульси тривалістю в десятки або сотні мільярдних часток секунди (10 -8 - 10 -7 с). Тому щоб тепловий ефект був істотним, щільність потоку випромінювання в останньому випадку повинна досягати 10 8 -10 9 Вт/см 2 , в той час як при загартування вона зазвичай не перевищує 10 5 Вт/см 2 . Істотно відрізняється і глибина проникнення тепла в цих процесах.
Загартовування і відпал відрізняють високі швидкості нагріву (мільйони градусів в секунду і вище) і охолодження. Якщо гарт проводиться з тонкого шару розплаву, то настільки високі швидкості можуть призвести до утворення на поверхні металу верств аморфної речовини (металевого скла, як його називають в науковій літературі) або метастабільних нерівноважних структур, які при низьких швидкостях затвердіння розплаву заз...
