Thermocycling with pulse-periodic laser action for formation of nanoporous structure in metal material

Abstract

Conditions of pulse-periodic laser action with thermocycling for formation of a nanoporous structure consisting of principally channel-type nanosize pores in two-component Cu-Zn alloy “brass of 62%” are experimentally defined. The transformation of laser radiation into a light spot with uniform distribution of power density was carried out with the aid of an optical system containing an element of diffractive computer optics – radiation focusator. Depth and area locality of the physical processes in heat-affected zone with preservation of initial material properties and absence of significant deformation in the remaining volume is ensured in the implementation of the chosen conditions. The amount of structural defects – vacancies, dislocations and their clusters increases in two-component brass under the influence of thermal stress. Wedge-shaped submicrocavities that converge at their edges with formation of extensive nanosize channels with widths not more than 100 nm are formed in the material of 0.05 mm thickness.

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].…”

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

“…В этом плане перспективной представляется термоцикличе-ская обработка с использованием лазерного воздейст-вия. В работах [13][14][15][16][17] установлено, что в результате воздействия лазерного излучения в импульсно-периодическом режиме повышается плотность дефек-тов кристаллического строения двухфазных и много-Синтез нанопористых структур металлических материалов… Мурзин С.П. …”

“…В этом плане перспективной представляется термоцикличе-ская обработка с использованием лазерного воздейст-вия. В работах [13][14][15][16][17] установлено, что в результате воздействия лазерного излучения в импульсно-периодическом режиме повышается плотность дефек-тов кристаллического строения двухфазных и много-фазных металлических материалов, происходит фор-мирование значительных внутренних микронапряже-ний в приповерхностных слоях материала. Показана возможность формирования путём многократного циклического импульсного лазерного воздействия на-норазмерных полостей, образующихся по механизму перемещения дислокаций по двум пересекающимся плоскостям скольжений в месте их пересечения, а так-же при скоплении дислокаций около включений.…”