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J-GLOBAL ID：201702260063888118   整理番号：17A0592860

鉄基板上のレーザ誘導多色性酸化物の光学出現への微細構造発展に関する数学モデルの開発

Development of a Mathematical Model Relating Microstructures Evolvement to Optical Appearance of Laser-induced Polychrome Oxides on Iron Substrates

著者 (6件)： WU Taotao (Northwest Inst. of Nuclear Technol., Xi’an, CHN) ,  WEI Chenghua (Northwest Inst. of Nuclear Technol., Xi’an, CHN) ,  ZHOU Menglian (Northwest Inst. of Nuclear Technol., Xi’an, CHN) ,  ZHU Yongxiang (Northwest Inst. of Nuclear Technol., Xi’an, CHN) ,  SONG Mingying (Northwest Inst. of Nuclear Technol., Xi’an, CHN) ,  WANG Lijun (Northwest Inst. of Nuclear Technol., Xi’an, CHN)
資料名： Journal of Laser Micro/Nanoengineering (Web)  (Journal of Laser Micro/Nanoengineering (Web))
巻： 11  号： 3  ページ： 366-371 (WEB ONLY)  発行年： 2016年10月 
JST資料番号： U0377A  ISSN： 1880-0688  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： 日本 (JPN)  言語： 英語 (EN)

抄録/ポイント： 本稿では,多重ビーム干渉原理に基づく金属表面上のレーザ色マーキングのための色予測問題を解決する方法を構築した。鉄基板上のレーザ誘導多色性酸化物の微細構造発展をモデルにより調べた。最初に,空気中で工業グレード多結晶鉄基板の表面処理をNd:YAG(λ=1064nm)連続波レーザビームを用いて行った。異なる反射率をもつ異なる色の試料をレーザ照射の間隔に依存して得た。次に,酸化物膜の表面モルフォロジーを光学顕微鏡法により調べ,均一層を被覆する凝集シート層からなる2層構造の形成を明らかにした。Raman分光法による組成分析により,内部酸化物がFe₃O₄,外部酸化物がFe₂O₃)であることを明らかにした。試料の色を薄表面層内の光干渉により測定し,有効厚みと等価光学定数,すなわち,屈折率nと消光係数kがキーパラメータであることを示した。分光偏光解析法とグロー放電分光法の組合せによりそれらを測定した。測定結果に基づいて,線形酸化モデルを構築し,Fe₃O₄とFe₂O₃膜の成長を記述し,厚み変化等価光学定数を得た。最後に,多層酸化物膜間の熱伝導方程式,酸化速度論および光干渉に基づく数学モデルを用いて試料のスペクトル反射率を計算した。これらの結果は実験結果とよく一致した。試料の色は入射光のスペクトルが与えられれば容易に計算できた。(翻訳著者抄録)

シソーラス用語： *レーザ加工 ,  *マーキング ,  *多色性 ,  *酸化鉄 ,  *数学モデル ,  微細構造 ,  鉄 ,  基板 ,  光干渉 ,  表面被覆 ,  光学定数 ,  熱伝導方程式
準シソーラス用語： *レーザマーキング ,  酸化速度論 ,  入射光

分類 (2件)： レーザの応用  (BD04100V) ,  色  (BD03090A)

引用文献 (19件)：

• H.Y. Zheng, H.X. Qian and W. Zhou: Appl. Surf. Sci., 245, (2008) 2174.
• Z.L. Li, H.Y. Zheng and K.M. Teh: Appl. Surf. Sci., 256, (2009) 1582.
• H.X. Qian, W. Zhou and H.Y. Zheng: Surf. Rev. & Lett., 15, (2008) 675.
• A. Antonczak, L. Skowronski and M. Trzcinski: Appl. Surf. Sci., 325, (2015) 217.
• V. Veiko, G. Odintsova and E. Ageev: Opt. Express, 22, (2014) 24342.

タイトルに関連する用語 (10件)： 鉄基 ,  レーザ ,  誘導 ,  多色性 ,  酸化物 ,  光学 ,  微細構造 ,  発展 ,  数学モデル ,  開発