Ученые нашли способ увеличить прочность металла в 1,5 раза с помощью лазера

МИСИС, 4 июня 2024 года

Исследователи из НИТУ МИСИС совместно с коллегами из Китая представили новый метод лазерной обработки твердых материалов для увеличения их прочности и выборочного устранения поверхностных дефектов. Этот подход особенно актуален для авиакосмической отрасли, атомной промышленности и биофизики, так как обеспечивает более прочные конструкции, устойчивые к различным видам внешнего воздействия.

Исследование показало, что воздействие короткоимпульсным лазерным излучением на поверхность металла способно существенно улучшить его механические свойства. Методика основана на взаимодействии коротких лазерных импульсов длительностью около 20 наносекунд и энергией 15–20 мегаджоулей с поверхностью материала, что сопровождается кратковременным переходом в экстремальное состояние. В процессе образуется высокотемпературное газопламенное облако, которое воздействует на поверхностные слои с помощью шокового давления. В результате формируются круговые области плавления и внутри металла возникает ударная волна.

Ученые с помощью компьютера смоделировали распределение температур и ударных волн при воздействии лазера на поверхностный слой металлического сплава с учетом наноразмерных дефектов. Исследователи провели его в два этапа: первый — моделирование процесса нагрева поверхностного слоя с дефектами, второй — моделирование деформации и заживления нанопор в нагретом материале.

«В результате экспериментов мы выявили увеличение прочности обработанной поверхности более чем в 1,5 раза, сопровождаемое повышенной устойчивостью к трещинам при локальной нагрузке в диапазоне от 0,49 Н до 4,9 Н», — поделился доцент кафедры физики Университета МИСИС Иван Сафронов.

Наиболее важным открытием ученые считают разработку физического механизма избирательного лазерного воздействия на дефектные области (нано- и микропоры), что значительно повышает прочность материала. Подробно результаты исследования описаны в журнале Nanomaterials (Q1).

«В дальнейшем мы планируем разработать имплантаты с биосовместимой поверхностью, не вызывающие отторжение и воспаление в организме человека. Это то, чего так ждут врачи и пациенты, и что имеет большое значение для медицины будущего», — рассказал Иван Сафронов.

Исследование проведено при поддержке гранта в рамках стратегического проекта НИТУ МИСИС «Материалы будущего» по программе Минобрнауки России «Приоритет-2030» (проект К7-2023-010).


Университет науки и технологий МИСИС – ведущий вуз страны в области создания, внедрения и применения новых технологий и материалов. Опираясь на вековые традиции признанных в России и мире научных школ, современные образовательные технологии, университет ставит перед собой задачу внести максимальный вклад в развитие экономики за счет прорывных разработок и качественной подготовки специалистов. В научно-исследовательской деятельности Университет МИСИС концентрируется на таких приоритетных направлениях, как металлургия, горное дело, материаловедение, квантовые технологии, биоматериалы и биоинженерия, альтернативная энергетика, аддитивные и информационные технологии.
В вузе действует порядка 45 научно-исследовательских лабораторий и инжиниринговых центров мирового уровня, в которых работают ведущие российские и зарубежные ученые. В состав университета входит 7 институтов и 6 филиалов – четыре в России и два за рубежом. В вузе более 23 000 обучающихся, 25% студентов – граждане 86 стран. Университет МИСИС сотрудничает более чем с 1600 крупнейшими компаниями России и мира – лидерами в своих отраслях.


Сообщения компаний:

В ангаре Уральских авиалиний состоялась закрытая презентация самолёта Ил-114-300
ОАО АК "Уральские авиалинии"

«Газпромнефть-Аэро» провела второй региональный этап конкурса «Лучший по профессии-2025» в Твери
АО "Газпромнефть-Аэро"

«АльфаСтрахование» выплатит пассажирам более 30 млн руб. за отмены и задержки рейсов 5-7 июля
АО "АльфаСтрахование"

РНПК обновила подходы по перестрахованию авиационных рисков
АО «Российская Национальная Перестраховочная Компания» (РНПК)

«РТ-Техприемка» представляет высокотехнологичный роботизированный комплекс 3D сканирования на выставке «Иннопром-2025»
АО "РТ-Техприемка"

Utair увеличил количество рейсов в Самарканд из Москвы
ПАО "Авиакомпания "ЮТэйр"

Платформа «Польза» помогла промышленным предприятиям выручить около 1 млрд рублей за невостребованные активы
Госкорпорация Ростех

Разработка Ростеха может выявлять малозаметные дроны на оптоволокне
Госкорпорация Ростех

Аэровокзал «Южно-Сахалинск» подвёл итоги большой июньской экоакции
АО «Аэровокзал Южно-Сахалинск»

S7 представила собственный самолёт и двигатель на «Иннопроме»
АО "Авиакомпания "Сибирь"

Опровержение и разъяснение для СМИ относительно публикации недостоверной информации в телеграм-канале Baza 07.07.2025 г.
АО "Международный аэропорт Шереметьево"

В МАИ состоялся выпуск инженеров-исследователей для Центра подготовки космонавтов
Московский авиационный институт

Уральские авиалинии и СКБ Контур договорились о совместной работе над цифровыми проектами
ОАО АК "Уральские авиалинии"

ОДК и китайские компании разработают совместные газотурбинные решения для экспорта
АО "ОДК"

6 июля 2025 года исполнилось восемьдесят пять лет Научно-производственному предприятию «Темп» им. Ф. Короткова
НПП "Темп" им. Ф. Короткова

УК «Аэропорты Регионов» и Сколтех подписали соглашение о разработке газоанализатора взрывчатых веществ
АО УК "Аэропорты Регионов"

ГТЛК поставит 2 вертолета авиакомпании «Полярные авиалинии»
АО "ГТЛК"

Студенты ведущих российских вузов прошли стажировку на казанском предприятии «Вертолетов России»
Холдинг "Вертолеты России"

За 2 месяца пассажиры «Аэроэкспресс» сэкономили 9,7 млн рублей по акции с Системой быстрых платежей
ООО "Аэроэкспресс"

ОДК расширит производство авиационных двигателей при поддержке Москвы
АО "ОДК"