Аннотация. Рассмотрен метод изменения цвета поверхности титана ВТ1-0 путем локального окисления наносекундными лазерными импульсами. Показано, что различные цвета можно получать, изменяя параметры лазерного воздействия (например, перекрытие). Представлены результаты спектрофотометрических исследований образцов, на основе которых проанализированы изменения их колориметрических характеристик в зависимости от параметров облучения и определены закономерности изменения цвета поверхности титана в зависимости от угла наблюдения. Установлено, что при увеличении угла падения света характерный вид спектров не меняется, но наблюдается их параллельный сдвиг в ультрафиолетовую область. Рассмотренный способ позволяет управляемо создавать цветные изображения на поверхности титана, что может быть использовано в промышленности.

Ключевые слова: цветная лазерная маркировка, оксидные пленки, спектрофотометрия, титан, волоконный лазер

Список литературы:

1. Schneider M., Langklotz U. Michaelis A. Thickness determination of thin anodic titanium oxide films — a comparison between coulometry and reflectometry // Surface and Interface Analysis. 2011. Vol. 43. P. 1471—1479.
2. Simka W., Sadkowski A., Warczak M., Iwaniakc A., Derczd G., Michalska J., Maciej A. Characterization of passive films formed on titanium during anodic oxidation // Electrochimica Acta. 2011. Vol. 56. P. 8962—8968.
3. Теплухин Г. Н., Гропянов А. В. Металловедение и термическая обработка. CПб: Изд-во СПбГТУРП, 2011. С. 45—70.
4. Yun H., Kim M., You I. Tuned optical reflection characteristics of chemically-treated Ti substrates // ETRI Journal. 2012. Vol. 34, N 6. P.954—957.
5. Lavisse L., Sahour M. C., Jouvard J. M., Pillon G., Marco de Lucas M. C., Bourgeois S., Grevey D. Growth of titanium oxynitride layers by short pulsed Nd:YAG laser treatment of Ti plates: Influence of the cumulated laser fluence // Applied Surface Science. 2009. Vol. 255. P. 5515—5518.
6. Adams D. P., Murphy R. D., Saiz D. J., Hirschfeld D. A., Rodriguez M. A., Kotula P. G., Jared B. H. Nanosecondpulsed laser irradiation of titanium: Oxide growth and effects on underlying metal // Surface & Coatings Technology.2014. Vol. 248. P. 38—45.
7. Lavisse L., Berger P., Cirisan M., Jouvard J. M., Bourgeois S., Marco de Lucas M. C. Influence of laser-targetinteraction regime on composition and properties of surface layers grown by laser treatment of Ti plates // J. Phys. D:Appl. Phys. 2009. Vol. 42. P. 24503-1—8.
8. Veiko V., Odintsova G., Ageev E., Karlagina Y., Loginov A., Skuratova A. et al. Controlled oxide films formation bynanosecond laser pulses for color marking // Opt. Express. 2014. Vol. 22, iss. 2. P. 4342. DOI: 10.1364/OE.22.024342.
9. Vorobyev A. Y., Guo C. Colorizing metals with femtosecond laser pulses // Appl. Phys. Lett. 2008. Vol. 92, iss. 4.P. 19—14. DOI:10.1063/1.2834902.
10. Dusser B., Sagan Z., Soder H., Faure N., Colombier J. P., Jourlin M. et al. Controlled nanostructrures formation byultra fast laser pulses for color marking // Opt. Express. 2010. Vol. 18, iss. 3. P. 2913. DOI:10.1364/OE.18.002913.
11. Antończak A. J., Stępak B., Kozioł P. E., Abramski K. M. The influence of process parameters on the laser-inducedcoloring of titanium // Appl. Phys. A. 2013. Vol. 86. P. 235—241.
12. Пряхин Е. И., Афонькин М. Г., Ларионова Е. В. Особенности формирования цветных оксидных пленок наметаллической поверхности под воздействием лазерного излучения // Дизайн. Материалы. Технология. 2010.Т. 3, № 14. С. 75—80.
13. Афонькин М. Г., Ларионова Е. В. Применение современных технологий при декорировании художественныхизделий из металла // Дизайн. Материалы. Технология. 2009. Т. 3, № 10. С. 3—8.
14. Pґerez del Pino A., Serra P., Morenza J. L. Coloring of titanium by pulsed laser processing in air // Thin Solid Films.2002. Vol. 415. P. 201—205.
15. Veiko V., Odintsova G., Gorbunova E., Ageev E., Shimko A., Karlagina Y., Andreeva Y. Development of completecolor palette based on spectrophotometric measurements of steel oxidation results for enhancement of color lasermarking technology // Materials and Desing. 2016. Vol. 89. P. 684—688.
16. Ballo A. M. et al. Bone response to physical-vapour-deposited titanium dioxide coatings on titanium implants // Clinical Oral Implants Research. 2013. Vol. 24, N 9. С. 1009—1017.