一种新的激光加工方法可使材料强度翻倍

俄罗斯研究人员基于激光热机械修复纳米孔和纳米裂纹的物理机制，开发出一种新的激光加工方法，可使航空航天、核能和医疗行业的材料强度提高一倍以上。相关研究结果发表在新一期《纳米材料》杂志上。

俄罗斯国家研究型技术大学莫斯科国立钢铁合金学院物理系副教授萨夫罗诺夫解释了基于激光热机械“修复”纳米孔和纳米裂纹的物理机制：由于暴露在持续时间约为20纳秒、能量为15—20毫焦耳的短激光脉冲时，会形成高温气体火焰云，从而影响样品的表面层。同时，激光作用区域会出现冲击波，导致受热材料移入孔隙并随后“愈合”。

萨夫罗诺夫称，新方法的主要优点是它的选择性，因为它只对有缺陷的区域起作用，而不影响材料的正常部分。该方法同时增加了材料的硬度和黏度，让材料变得更耐用，且不易碎。研究表明，经过激光处理后，材料的显微硬度增加，在负载下不会破裂。这样处理的表面处于热力学平衡状态，也就是说，它可以存在很长时间。

萨夫罗诺夫指出，这种新方法与航空航天工业、核工业和医学物理相关，因为它可以创造出更坚固、更可靠的材料，能够抵抗各种类型的外部影响。

论文链接：https://doi.org/10.3390/nano14020139