Laser surface melting of cobalt monocrystal

• Autorzy: Rożniakowski K.

Warianty tytułu

PL

Laserowe topnienie powierzchniowe monokryształu kobaltu

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The paper presents a concise description of laser surface melting of cobalt monocrystal and some related phenomena. Pulses of electromagnetic radiation of nano and mili-second duration, generated by Nd:YAG laser were used for surface heating. Light was incident on (0001) plane of cobalt monocrystal. The influence of surface roughness on the domain image observed with SEM ( type I magnetic contrast) was examined. Roughness of the surface was changed by polishing with diamond powders and superficial melting with nanosecond pulse of laser energy. The r.m.s. profile deviation σ of the examined surfaces was determined with reflexometric method. The depth of layer melted with nanosecond light pulse was evaluated for the isotropic model of metal and on the assumption that material constants are not temperature-dependent. Qualitative discussion of the phenomena associated with laser surface melting, i.e. generation of capillary waves and refinement of the Kittel type magnetic domains was included.

PL

W pracy przedstawiono opis zjawiska laserowego topnienia powierzchniowego monokryształu kobaltu oraz zjawisk z nim związanych. W badaniach stosowano nano i milisekundowe impulsy promieniowana elektromagnetycznego, emitowanego przez lasery Nd:YAG. Promieniowanie kierowano na powierzchnię (0001) monokryształu kobaltu. Zbadano wpływ chropowatości powierzchni (0001) na obraz domen magnetycznych (I-y typ magnetycznego kontrastu) monokryształu kobaltu, obserwowanych za pomocą SEM. Chropowatość powierzchni zmieniano stosując metodę polerowania z użyciem diamentowych proszków i topnienie powierzchniowe nanosekundowym impulsem laserowej energii. Średnie kwadratowe odchylenie profilu σ badanych powierzchni oszacowano refleksometryczną metodą optyczną. Obliczono głębokość obszaru stopionego nanosekundowym impulsem laserowym, stosując izotropowy model badanego metalu oraz niezależność stałych materiałowych od temperatury. Przeprowadzono jakościową dyskusję zjawisk (generacja fal kapilarnych oraz rafinacja domen magnetycznych typu Kittela) powstających podczas powierzchniowego topnienia warstwy wierzchniej monokryształu kobaltu impulsem milisekundowym.

Słowa kluczowe

EN

laser; cobalt monocrystal; superficial melting; capillary waves; Kittel type magnetic domains

PL

laser; monokryształ kobaltu; topnienie powierzchniowe; fale kapilarne; domeny magnetyczne typu Kittela

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Łódzkiej
• Czasopismo: Scientific Bulletin. Physics / Lodz University of Technology
• Rocznik: 2007
• Tom: Vol. 28
• Strony: 53--67
• Opis fizyczny: Bibliogr. 34 poz.

Twórcy

autor

Rożniakowski K.

• Institute of Physics, Technical University of Łódź

Bibliografia

• [1] Wojtczak L., Rutkowski J.H., Czerbniak J.: Bull. Soc. Sci. Lettres, Łódź, XIII (1993) 37.
• [2] Rutkowski J.H., Wojtczak L., Gwizdałła T.: Bull. Soc. Sci. Lettres, Łódź, XIII (1993) 5.
• [3] Rutkowski J.H., Rychtelska T., Wojtczak L.: Bull. Soc. Sci. Lettres, Łódź, XVIII (1995) 157.
• [4] Wojtczak L.: Fray de Landa Castillo Alvarado, J.H. Rutkowski, Bull. Soc. Sci. Lettres, Łódź, XVIII (1995) 5.
• [5] Polański K., Zasada L, Dolecki K., Misiak E.: Phys. Stat. Sol. (a), 109 (1988) 231.
• [6] Szmaja W., Polański K., Dolecki K.: J. Magn. Magn. Mat. 151 (1995) 249.
• [7] Rożniakowski K.: J. Mat. Sci. 26 (1991) 5881.
• [8] Rożniakowski K.: Opt. Appl., XXVII, no. 2 (1997) 87.
• [9] Rożniakowski K.: Lasers and crystals, in: Crystals in Nature and Technology (in Polish), L. Wojtczak, J. Ziomek (eds), University of Łódź, Łódź 2005.
• [10] Landolt-Bornstein: Zahlenwerte und Funktionen aus Physik, Chemie, Astronomie, Geophysik und Technik, 8. Teil, Optische Konstanten, Springer-Verlag, Berlin-Gottingen-Heidelberg, 1962.
• [11] Goldstein J.I. and Yakowitz H.: Practical Scanning Electron Microscopy, Plenum, New York, 1977.
• [12] Beckmann P., Spizzichino A.: The Scattering of Electromagnetic Waves from Rough Surfaces, Pergamon Press, New York, 1963.
• [13] Rajpal S. Sirohi: Speckle metrology, M.Dekker, Inc New York, 1993.
• [14] Carslaw H.S., Jaeger J.C.: Conduction of Heat in Solids, Clarendon Press, Oxford, 1959.
• [15] Yong-Feng Lu: Appl. Surf. Sci. 79/80 (1994) 481.
• [16] Yong-Feng Lu: J. Appl. Phys. 72 (1992) 4893.
• [17] Born M., Wolf E.: Principles of Optics (in Russian), Nauka, Moscow 73.
• [18] Rożniakowski K.: Application of Laser Radiation for Examination and Modification of Building Materials Properties (in Polish), PAN, Warszawa-Łódź 2001.
• [19] Herziger G., Kreutz E.W.: Proceedings of Int. Conf. on Laser processing and| Diagnostic, University of Linz, Austria, July (1984) 90.
• [20] Kreutz E.W., Krosche M., Treutsh H.G., Herziger G.: Proceedings of Int. Conf, on Laser processing and Diagnostic, University of Linz, Austria, July (1984) 107.
• [21] Ruikalin N.N., Uglov A.A.: I.V.Zuev and co-workers, Zh. Exper. Theoret. Fiz., 85 (1983) 1953.
• [22] Magill J., Ohse R.W.: J. Nucl. Mat., 71(1977)191.
• [23] Tribelskij M.I.: Kv.Elektr., 5 (1978) 804.
• [24] Ohse R.W., Kinsman P.R.: High Temperatures-High Presures, 8 (1978) 209.
• [25] Levchenko E.B., Chernyakov A.L.: Zh. Exper. Theoret. Fiz., 81(1981)202.
• [26] Rożniakowski K.: J. Mat. Sci. Lett., 4 (1985) 790.
• [27] Rożniakowski K.: Mat. Res. Bull., 18 (1983) 875.
• [28] Gorodetsky G., Kanicki J., Kazyaka T., Melcher R.L.: Appl.Phys.Lett., 46 (1985) 547.
• [29] Ruikalin N.N., Uglov A.A., Kokora A.N.: Laser Materials Processing (in Russian), Mashynostroenie, Moscow 1975.
• [30] Tsai Ch., Olander R.D.: LBL15466 Preprint of Lawrence Berkeley Laboratory, University of California, Jan (1983).
• [31] Landau L., Lifszyc E.: Mechanics of Continuous Mediums (in Polish), PWN Warszawa 1958.
• [32] Jackson T.J., Palmer S.B., Blythe H.J., Halim A.S.: J. Magn. Magn. Mat. 159 (1996) 269.
• [33] Duley W.W.: CO² Lasers, Academic Press, New York, San Francisco, London, 1976.
• [34] Parikov L.N., Yurchenko Y.F.: Thermal Properties of Metals and Alloys (in Russian), Naukova Dumka, Kiev 1985.