Наносекундный лазер поможет спасти металлические поверхности от обледенения и коррозии

Наносекундный лазер поможет спасти металлические поверхности от обледенения и коррозии

Новости науки и техники, Промышленные лазеры Комментариев к записи Наносекундный лазер поможет спасти металлические поверхности от обледенения и коррозии нет

Российские ученые научились изменять структуру поверхности сплавов, воздействуя на них наносекундными лазерными импульсами. Такая обработка повышает их устойчивость к коррозии и обледенению.

Супергидрофобные материалы и поверхности — одно из самых интересных и полезных достижений последнего времени. Не смачиваясь водой, они намного более устойчивы к развитию коррозии и обледенения, накоплению грязи. Однако в этой области остается ряд нерешенных проблем, среди которых главная — недостаточная стойкость таких материалов к механическим и абразивным воздействиям.

Создать действительно устойчивый материал удалось команде исследователей под руководством главного научного сотрудника Института физической химии и электрохимии им. А.Н. Фрумкина РАН Людмилы Бойнович. Они показали, что сочетание химической функционализации, лазерной химической модификации и текстурирования позволяет менять структуру поверхности металлических сплавов, добиваясь необходимых свойств.

Эффективность нового подхода авторы продемонстрировали на примере сплавов алюминия. Было показано, что лазерная обработка приводит к образованию на поверхности достаточно мощных слоев гамма-оксида и оксинитрида — механически и химически крайне стойких соединений алюминия. Кроме того, на поверхности формируется система наноразмерных пор, которые при обработке накапливают гидрофобные вещества. При механическом повреждении поверхности этот пористый слой гасит нагрузки, а высвобождающиеся гидрофобные молекулы выходят на поверхность материала и «залечивают» его.

«Выполненные нашей группой работы не только привели к созданию материалов с уникальными водоотталкивающими свойствами, но и позволили преодолеть многие классические недостатки алюминиевых сплавов, такие как эрозия под абразивными нагрузками, слабая стойкость к ударным тепловым нагрузкам, склонность к точечной коррозии и слабая химическая стойкость в агрессивных жидких и газообразных средах», — резюмировала Людмила Бойнович.

О новом методе авторы пишут в статье, опубликованной журналом ACS Nano. Коротко о нем рассказывает пресс-релиз Российского научного фонда (РНФ), при поддержке которого и была проведена работа.

Combination of Functional Nanoengineering and Nanosecond Laser Texturing for Design of Superhydrophobic Aluminum Alloy with Exceptional Mechanical and Chemical Properties
Industrial application of metallic materials is hindered by several shortcomings, such as proneness to corrosion, erosion under abrasive loads, damage due to poor cold resistance, or weak resistance to thermal shock stresses, etc. In this study, using the aluminum-magnesium alloy as an example of widely spread metallic materials, we show that a combination of functional nanoengineering and nanosecond laser texturing with the appropriate treatment regimes can be successfully used to transform a metal into a superhydrophobic material with exceptional mechanical and chemical properties. It is demonstrated that laser chemical processing of the surface may be simultaneously used to impart multimodal roughness and to modify the composition and physicochemical properties of a thick surface layer of the substrate itself. Such integration of topographical and physicochemical modification leads to specific surface nanostructures such as nanocavities filled with hydrophobic agent and hard oxynitride nanoinclusions.
http://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.7b04634

Источник: https://chrdk.ru/news/nanosekundnyi-lazer-pomozhet-spasti

Рекомендуем для Вас

Leave a comment

You must be logged in to post a comment.


© Интернет журнал "ЛАЗЕРНЫЙ МИР", 2019
Напишите нам:
laser.rf.mail@yandex.ru

Back to Top