Synthesis of metal materials nanoporous structures with cyclic elasto-plastic deformation under laser treatment using radiation focusators

Abstract

Синтез нанопористых структур металлических материалов… Мурзин С.П.Компьютерная оптика, 2014, том 38, №2 249 СИНТЕЗ НАНОПОРИСТЫХ СТРУКТУР МЕТАЛЛИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ ЦИКЛИЧЕСКИМ УПРУГО-ПЛАСТИЧЕСКИМ ДЕФОРМИРОВАНИЕМ ПРИ ЛАЗЕРНОМ ВОЗДЕЙСТВИИ С ПРИМЕНЕНИЕМ ФОКУСАТОРОВ ИЗЛУЧЕНИЯ Мурзин С.П. Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С.П. Королёва(национальный исследовательский университет) Аннотация Разработан метод синтеза нанопористых структур металлических материалов цикличе-ским упруго-пластическим деформированием при лазерном воздействии. В результате про-ведённых исследований структуры сплава методом растровой электронной микроскопии установлено следующее. При различных режимах в зависимости от интенсивности им-пульсно-периодической лазерной обработки с термоциклированием медно-цинкового спла-ва Л62 в приповерхностном слое материала формируются микрополости различных форм: от глобулярной размером до 10 мкм с выступами и впадинами до вытянутой каплевидной и клинообразной шириной до 10 мкм и длиной более 50 мкм. В исследуемом диапазоне ре-жимов воздействия в латуни Л62 образуются субмикропоры с характерным размером, не превышающим 1 мкм, а на более интенсивных режимах -шириной менее 1 мкм и длиной более 20 мкм. При исследовании тонкой структуры медно-цинкового сплава Л62 после им-пульсно-периодической лазерной обработки с термоциклированием установлено, что мик-рополости вытянутой каплевидной и клинообразной форм и субмикрополости сужаются у своих краёв с образованием протяжённых наноразмерных каналов шириной не более 100 нм и длиной более 10 мкм.Ключевые слова: воздействие лазерное, материал металлический, наноструктура, дефор-мирование циклическое упруго-пластическое, фокусатор излучения. Введение Нанопористые материалы, выделяемые в отдель-ный класс наноматериалов, обладают рядом уникаль-ных физических свойств, что определяет основные области их применения в отраслях водородной и уг-леводородной энергетики, переработке минерального и органического сырья, фармакологии, пищевой про-мышленности и биотехнологии. Такие материалы применяются при фильтрации газов и жидкостей, синтезе химических соединений с помощью катали-заторов, а также в качестве топливных элементов на основе нанопористых структур [1][2][3]. Формирование нанопористых структур возможно осуществить мето-дами плёночных технологий: химическим и физиче-ским осаждением, электроосаждением [4,5]. Основ-ной недостаток таких методов -ограниченная тол-щина и площадь поверхности получаемого тонкоплё-ночного материала и, как следствие, затруднённость получения объёмных пористых материалов. Процесс получения напопористых структур методом компак-тирования нанопорошков характеризуется значитель-ной энергоёмкостью, трудоёмкостью и сложностью реализации [6]. Как правило, поры не являются нано-размерными по всему объёму материала и имеют большой разброс геометрических параметров. Порис-тую структуру материалов также возможно создать методом выщелачивания. При формировании порис-тых металлических материалов в процессе избира-тельной коррозии пр...

Modeling and identification of centered crystal lattices in three-dimensional space

“…A crystal lattice model used in previous researches was based on three translation vectors [2]. Its basic parameters are:…”

“…On the other hand, if the experiment requires a certain number of lattices for each type of centering, it would be possible to obtain a necessary number of lattices using the above transformations (2).…”

Asymptotic research in computer optics

“…Asymptotic analysis allows us to optimize the phase function of focusator for use in a specific laser processing technology of a given type of material [49][50][51][52][53][54][55]. Focusators have broad prospects for application in a variety of laser materials processing technologies [49][50][51][52][53][54][55]: hardening, cutting, welding, drilling, branding, etc.…”

“…Focusators have broad prospects for application in a variety of laser materials processing technologies [49][50][51][52][53][54][55]: hardening, cutting, welding, drilling, branding, etc. Therefore, the problem of investigating the temperature characteristics of the laser effects produced by focusators is very important.…”

Method of composite nanomaterials synthesis under metal/oxide pulse-periodic laser treatment

“…Со временем толщина обеднённого цинком слоя увеличивается и диффузия становится ли-митирующим фактором процесса сублимации. Услови-ем для интенсификации массопереноса в твёрдой фазе металлических материалов является нестационарная ло-кальная деформация, вызываемая высокоэнергетиче-ским внешним воздействием [14][15][16][17][18][19]. Для целенаправ-ленного изменения распределения плотности мощности воздействующего лазерного излучения используются элементы дифракционной компьютерной оптики -фо-кусаторы излучения [20][21][22][23][24][25][26].…”