Повідомлення про захист дисертації Бушми О.І.

Захист відбудеться «____» _______________ 2008 р. о 10⁰⁰ годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.002.15 при Національному технічному університеті України «Київський політехнічний інститут» Міністерства освіти і науки України за адресою: 03056, м. Київ, просп. Перемоги, 37, корпус 19, аудиторія 435.

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Національного технічного університету України «Київський політехнічний інститут» за адресою: 03056, м. Київ, просп. Перемоги, 37.

АНОТАЦІЯ

Бушма О.І. Моделювання процесів взаємодії лазерного випромінювання з дисперсними матеріалами при лазерному та гібридному лазерно-плазмовому нанесенні покриттів. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.03.07 – Процеси фізико-технічної обробки. – Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут», Київ, 2008 р.

Дисертація присвячена дослідженню процесів лазерного та гібридного лазерно-плазмового нанесення покриттів, розробці фізико-математичних моделей лазерного і комбінованого нагрівання частинок дисперсних матеріалів та визначенню на цій основі нових способів управління тепловими характеристиками частинок, що напилюються. Розвинуто теорію взаємодії лазерного випромінювання з дрібнодисперсними частинками. На основі розв’язання задачі дифракції електромагнітної хвилі на неоднорідно нагрітій сферичній частинці отримані формули для розрахунку характеристик поглинання та розсіювання лазерного випромінювання частинками, що напилюються. Запропоновано математичну модель лазерного та лазерно-плазмового нагрівання частинок дисперсних матеріалів і показано, що лазерне нагрівання керамічних частинок характеризується істотною неоднорідністю температурного поля та оптичних властивостей матеріалу частинки. Доведено можливість управління температурним полем частинок, що напилюються, за рахунок відповідної комбінації лазерного та плазмового нагрівання. Розроблено математичну модель процесів руху та нагрівання окремих частинок в умовах лазерного, плазмового і гібридного напилювання керамічних покриттів. Цю модель було узагальнено на випадок урахування розсіювання та поглинання лазерного пучка всією сукупністю частинок, що напилюються. Запропоновано конструкцію та створено дослідний зразок інтегрованого лазерно-дугового плазмотрона непрямої дії, призначеного для нанесення покриттів. Доведена перспективність його використання для напилювання різноманітних керамічних та металевих матеріалів, а також для нанесення алмазних та алмазоподібних покриттів.

Ключові слова: лазерне випромінювання, дисперсний матеріал, нанесення покриттів, частинка, поглинання, розсіювання, плазма, лазерно-дуговий плазмотрон, математичне моделювання.

SUMMARY

Bushma A.І. Modelling of the processes of laser radiation interaction with dispersed materials in laser and hybrid laser-plasma deposition of coatings. – Manuscript.

Thesis for a Candidate of Technical Sciences degree on speciality 05.03.07 – Processes of Physics-Technical Treatment. – National Technical University of Ukraine «Кiev Polytechnic Institute», Кiev, 2008.

The thesis is devoted to investigation of laser and hybrid laser-plasma processes of coating deposition, to development of physical-mathematical models of laser and combined heating of fine-dispersed materials and to definition of new methods for thermal characteristics control of particles being sprayed on this basis. The theory of laser radiation interaction with particles of fine-dispersed materials was developed. Based on the solution of the problem of plane electromagnetic wave diffraction on a non-uniformly heated spherical particle, the formulae were obtained to calculate characteristics of absorption and scattering of laser radiation by particles being sprayed. The mathematical model of laser and laser-plasma heating of fine-dispersed materials is proposed, and it is shown that laser heating of ceramic particles is characterized by a substantial non-uniformity of temperature field and optical properties of a particle material, respectively. The possibility of control of temperature fields inside particles being sprayed by an appropriate combination of laser and plasma heating method was proved. The mathematical models of motion and heating of individual particles were developed as applied to laser, plasma and hybrid spraying of ceramic coatings. The models proposed were generalized to take into account the laser beam scattering and absorption by all the totality of particles at laser spraying. The design of integrated laser + non-transferred arc plasma torch for coating deposition was proposed, and its prototype was manufactured. The wide prospects for its using in spraying different ceramic and metallic materials, as well as in synthesis of diamond and diamond-like coatings, were proved.

Key words: laser radiation, dispersed material, deposition of coatings, particle, absorption, scattering, plasma, laser-arc plasma torch, mathematical modelling.