Повысить более чем в два раза прочность материалов для авиакосмической, атомной и медицинской промышленности позволит новый метод лазерной обработки, разработанный учеными из Университета МИСИС совместно с коллегами из Китая. Результаты опубликованы в журнале Nanomaterials.
России и Китай активно сотрудничают в области создания новых материалов и методов обработки поверхностей. В основе предложенного учеными метода лежит физический механизм лазерного термомеханического "залечивания" нанопор и нанотрещин, рассказали сотрудники Университета науки и технологий МИСИС.
В результате воздействия короткими лазерными импульсами длительностью около 20 наносекунд и энергией 15–20 миллиджоулей образуется высокотемпературное газопламенное облако, которое воздействует на поверхностные слои образца. Материал при этом разогревается и становится пластичным. Одновременно в области лазерного воздействия возникает ударная волна, которая вызывает перемещение нагретого материала в объем поры и ее последующее "залечивание".
Главное преимущество нового метода – его избирательность, так как он позволяет воздействовать только на дефектные области, не затрагивая "здоровую" часть материала, отметили авторы. Метод одновременно повышает твердость и вязкость материала, он становится не только более прочным, но и менее хрупким, рассказал доцент кафедры физики Университета МИСИС Иван Сафронов.
"Исследования показали, что после лазерной обработки микротвердость материала увеличивается, при этом он не растрескивается под нагрузкой. Обработанная таким образом поверхность находится в термодинамическом равновесии, то есть она может существовать очень долго", — пояснил он.