一種新的激光加工方法可使材料強(qiáng)度翻倍

俄羅斯研究人員基于激光熱機(jī)械修復(fù)納米孔和納米裂紋的物理機(jī)制，開發(fā)出一種新的激光加工方法，可使航空航天、核能和醫(yī)療行業(yè)的材料強(qiáng)度提高一倍以上。相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表在新一期《納米材料》雜志上。

俄羅斯國家研究型技術(shù)大學(xué)莫斯科國立鋼鐵合金學(xué)院物理系副教授薩夫羅諾夫解釋了基于激光熱機(jī)械“修復(fù)”納米孔和納米裂紋的物理機(jī)制：由于暴露在持續(xù)時(shí)間約為20納秒、能量為15—20毫焦耳的短激光脈沖時(shí)，會(huì)形成高溫氣體火焰云，從而影響樣品的表面層。同時(shí)，激光作用區(qū)域會(huì)出現(xiàn)沖擊波，導(dǎo)致受熱材料移入孔隙并隨后“愈合”。

薩夫羅諾夫稱，新方法的主要優(yōu)點(diǎn)是它的選擇性，因?yàn)樗�只對有缺陷的區(qū)域起作用，而不影響材料的正常部分。該方法同時(shí)增加了材料的硬度和黏度，讓材料變得更耐用，且不易碎。研究表明，經(jīng)過激光處理后，材料的顯微硬度增加，在負(fù)載下不會(huì)破裂。這樣處理的表面處于熱力學(xué)平衡狀態(tài)，也就是說，它可以存在很長時(shí)間。

薩夫羅諾夫指出，這種新方法與航空航天工業(yè)、核工業(yè)和醫(yī)學(xué)物理相關(guān)，因?yàn)樗�可以�?chuàng)造出更堅(jiān)固、更可靠的材料，能夠抵抗各種類型的外部影響。

論文鏈接：https://doi.org/10.3390/nano14020139