مناقشة رسالة طالبة الماجستير ايات خلف رحمة، علوم في تطبيقات الليزر هندسة ميكانيك

نوقشت رسالة طالبة الماجستير ايات خلف رحمة (علوم في تطبيقات الليزر – هندسة ميكانيك) والموسومة

The Effect of Working Parameters of Nanosecond and Microsecond Fiber Lasers on the Coloring of SS 304 and Al 3003

تناول بحث الطالبة  تلوين سطح المعادن الحديدية وغير الحديدية بمعالجتها بالليزر والتي لها العديد من التطبيقات المثيرة للاهتمام في مجالات مختلفة مثل تعليم على المنتجات و التجميل والفنون. بالمقارنة مع عمليات التلوين التقليدية, الميزة الرئيسية للتلوين بالليزر هي ان منتجاته خالية من السمية. نظرًا لقلة الدراسات المتعلقة بالنقش بالألوان باستخدام ليزر الميكروثانية ، قامت الباحثة بتقديم الدراسة الحالية باستخدام نوعين من ليزر الألياف الإيتربيوم (Ytterbium fiber) ذو الطول موجيnm 1064. الأول هو ليزر الالياف المايكروثانية ذو عرض النبضة 10 µs والثاني عبارة هو ليزر الألياف النانو ثانية ذو عرض النبضة 81 ns ، لتلوين نوعين من المعادن الفولاذ المقاوم للصدأ 304 والألومنيوم 3003. تتم عملية التلوين عن طريق أكسدة السطح نتيجة تسخين سطح المعدن بشعاع الليزر في ظل الظروف الجوية الاعتيادية وبالتزامن مع توظيف معلمات مختلفة من قدرة الليزر و سرعة المسح و تباعد خطوط المسح. بسبب التأثيرات الحرارية الناتجة من امتصاص و تفاعلات الليزر مع السطوح المعدنية تنتج العملية الوانا مختلفة على الفولاذ المقاوم للصدأ بتغير القدرة من 4 W الى 8 W ، وسرعة المسح من 50 إلى 650 mm/s ، بمعدل تكرار النبضات 80 kHz وتباعد خطوط المسح 0.001 mm و 0.01 mm. انتج ليزر المايكروثانية اللون البني الداكن عند سرعة 125 mm/s والبني عند سرعة 275 mm/s والرمادي عند 450 mm/s والأصفر عند 650 mm/s. وانتج ليزر النانوثانية الألوان الرمادي الفاتح عند سرعة 50 mm/s ، والأخضر الداكن عند سرعة 275 mm/s ، والأزرق البحري عند سرعة 475 mm/s والأصفر الباهت عند سرعة 600 mm/s. باستخدام الليزر النبضي النانوثانية اظهرت النتائج خشونة أقل من الليزر النبضي بالمايكروثانية وأكثر حماية ضد التآكل بسبب احتواء طبقة الأوكسيد على النيكل. اظهر الألومنيوم سلوكًا مختلفًا حيث انتج الون أبيض حصرا عند سرعة 200 mm/s وقدرة ليزر W 6 و تباعد خطوط 0.005 mm. كذلك تم انتاج اللون الرمادي عند سرعة 25 mm/s ، و تباعد خطوط 0.005 mm. ابدت العينات المعالجة بنبضات الليزر بالمايكروثانية مقاومة أعلى للتآكل بالمقارنة مع الليزر الاخر. تم اجراء العديد من الفحوصات لتقييم التغييرات اللونية ، لهذا الغرض تم استخدام العديد من الأدوات ، مثل المجهر الضوئي لتقييم التعديلات التي حصلت على حالة السطح. تم الفحص بالمجهر الالكتروني FESEM و EDS لدراسة التشكل السطحي والتكوين الأولي . تم اجراء تحليل XRD لتحديد الاطوار المتكونة على السطح. تم اجراء اختبار خشونة الاسطح المختلفة و فحوصات قياس الطول الموجي ومقياس الألوان اليدوي لطيف الانعكاس وتحديد قياسات استقطاب اللون والتآكل لفحص ثبات اللون مقابل الظروف البيئية.