Регистрация / Вход
Прислать материал

Исследование механизмов и закономерностей формирования нанопористых структур селективной лазерной сублимацией компонентов металлических материалов.

Информация отсутствует

Участники проекта

Зам. руководителя работ
Мурзин Сергей Петрович

Этапы проекта

1
30.09.2009 - 15.12.2009
1. Наименование разрабатываемой продукции
Метод формирования нанопористых структур металлических материалов лазерным воздействием.
Математическая модель тепловых процессов при воздействии лазерного излучения для формирования нанопористых структур металлических материалов.

2. Характеристика выполненных на этапе работ по созданию продукции
2.1.
- Определены условия и исследованы механизмы селективной лазерной сублимации компонентов металлических сплавов, сопровождающейся образованием нанопористой структуры. Проведены патентные исследования по теме НИР.
- Разработан метод формирования нанопористых структур металлических материалов лазерным воздействием, предоставляющий возможность снизить на поверхности модельного сплава массовую концентрацию компонента с меньшей упругостью пара на величину не менее 7 %, что соответствует требованиям задания и подтверждается результатами экспериментальных исследований. Установлено, что в приповерхностном слое образцов после лазерного воздействия образуется нанопористая структура со средним размером поперечного сечения 40…50 нм.
- Построенная математическая модель тепловых процессов при воздействии лазерного излучения для формирования нанопористых структур металлических материалов позволяет с погрешностью не более 25...30 % рассчитать температуру в зоне термического влияния, что соответствует требованиям задания и подтверждается результатами экспериментальных исследований.
- Осуществлен выбор диапазонов параметров режимов лазерного воздействия, проведены металлографические исследования нанопористых металлических материалов, осуществлена оценка параметров диффузионных процессов.
- Проведено оснащение технологического модуля лазерного комплекса программным комплексом управления исполнительными элементами.

2.2. Проведенная систематизация сведений об исследуемой проблеме и анализ результатов проведенных патентных исследований позволили сделать вывод, что предложенный метод создания нанопористых структур металлических материалов селективной лазерной сублимацией является принципиально новым и соответствует мировому уровню.

2.3. Получение актуальных результатов и достижение требуемого качества работ на отчетном этапе достигнуто за счет использования современной материально-технической базы и передовых достижений в области воздействия лазерного излучения на вещество, лазерной оптики и материаловедения. Впервые формирование нанопористых структур металлических материалов предложено осуществить методом селективной лазерной сублимации. Использованы: метод математического моделирования для расчета тепловых процессов в металлических материалах при воздействии лазерного излучения; метод решения дифференциального уравнения теплопроводности для расчета наиболее эффективных температурных режимов высокоэнергетического воздействия при формировании нанопористых структур селективной лазерной сублимацией компонентов металлических сплавов; метод создания требуемого энергетического воздействия на объекты с применением систем транспортировки и формирования пучков излучения, включающих в свой состав модули дифракционной компьютерной оптики – фокусаторы излучения; методы металлографического и электронно-микроскопического анализа при исследовании структур нанопористых материалов.

2.4. На 1 этапе работ в соответствии с календарным планом оформляются заявки на объекты интеллектуальной собственности, содержащие сведения о: методе формирования нанопористых структур металлических материалов лазерным воздействием; методике расчета пространственного распределения мощности лазерного излучения для формирования нанопористых структур металлических материалов.

3. Области и масштабы использования полученных результатов
3.1. Области применения полученных результатов.
Полученная в результате проведения 1-го этапа НИР научная и научно-техническая продукция позволит при выполнении 2-го этапа получить лабораторные образцы нанопористых металлических материалов лазерным воздействием, а также выявить структуру и характера распределения пор в нанопористых материалах методом просвечивающей электронной микроскопии. На основе экспериментально подтвержденных результатов исследования перспективна постановка прикладных НИР и опытно-технологических работ.

3.2. Ход практического внедрения полученных результатов.
Результаты НИР внедрены в образовательный процесс в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С.П. Королева» (СГАУ) для подготовки высококвалифицированных специалистов по специальностям 200202 «Лазерные системы в ракетной технике и космонавтике», а именно в курс лекций по дисциплинам «Оптика лазеров», «Прогрессивные процессы металлообработки (лазерная технология)».

3.3. Оценка или прогноз влияния полученных результатов, товаров и услуг, созданных на основе полученных результатов, на подготовку и закрепление в сфере науки и образования научных и научно-педагогических кадров, достижение или превышение заданных индикаторов и показателей.
Результаты исследования содействуют продвижению в решении таких задач, как формирование научно-технологического потенциала и конкурентоспособного сектора исследований и разработок, привлечение к научной деятельности молодых специалистов, позволят создать предпосылки для разработки конкурентоспособных технологий, пригодных для последующей коммерциализации, что обеспечивает развитие производственно-технологической инновационной инфраструктуры. В исследования 1-го этапа приняли участие 2 доктора наук, 3 кандидата наук. Будет осуществлена подготовка и закрепление в государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования 3 аспирантов, докторантов и 3 молодых ученых, защитивших кандидатские диссертации. Будут достигнуты все запланированные индикаторы и показатели.

4. Выводы
В результате выполнения 1 этапе работ определены условия и исследованы механизмы селективной лазерной сублимации компонентов металлических сплавов, сопровождающейся образованием нанопористой структуры. Разработан метод формирования нанопористых структур металлических материалов лазерным воздействием, построена математическая модель тепловых процессов при воздействии лазерного излучения для формирования нанопористых структур металлических материалов. Проведенные исследования приповерхностного слоя образцов после лазерного воздействия выявили, что средний размер поперечного сечения образующихся пор составляет 40…50 нм. Нанопоры равномерно распределены внутри субзерна, имеют достаточно стабильные размеры и форму. Данная структура формируется за счет образования вакансий и их коагуляции при селективной лазерной сублимации компонента металлического материала, создания градиента концентраций и диффузии материала с относительно высокой упругостью пара к поверхности. Осуществлен выбор диапазонов параметров режимов лазерного воздействия, проведены металлографические исследования нанопористых металлических материалов, осуществлена оценка параметров диффузионных процессов. Проведено оснащение технологического модуля лазерного комплекса программным комплексом управления исполнительными элементами. Полученные результаты позволяют перейти ко 2-му этапу проекта.
Развернуть
2
01.01.2010 - 30.06.2010
1. Наименование разрабатываемой продукции
Лабораторные образцы нанопористых металлических материалов. Результаты топографического анализа образцов нанопористых металлических материалов, проведенного методом растровой электронной микроскопии. Результаты анализа элементного состава образцов нанопористых металлических материалов. Структура и характер распределения пор в нанопористых материалах, выявленные методом просвечивающей электронной микроскопии.
2. Характеристика выполненных на этапе работ по созданию продукции
2.1. Результаты работы на 2 этапе.
Получены лабораторные образцы нанопористых металлических материалов из модельного сплава системы Cu-Zn латуни Л62 с характеристиками, соответствующими требованиям задания и подтвержденными результатами проведенных экспериментальных исследований. Проведен топографический анализ полученных образцов методом растровой электронной микроскопии. Установлено, что величина просветности на поверхности образцов составляет приблизительно 50 %, при этом в направлении от поверхности имеет место уменьшение пористости, глубина микропористого слоя составляет 40…45 мкм. Осуществлен анализ элементного состава поверхности образцов, который показал, что относительное содержание меди увеличивается с 62,9 % до 91,9 %, доля цинка снижается с 36,8 % до 7,6 %. Методом просвечивающей электронной микроскопии выявлена структура и характер распределения пор в нанопористых материалах. Установлено, что в приповерхностном слое поры формируются преимущественно по границам зерен и блоков, в результате чего происходит создание новых границ и, как следствие, измельчение зерна. Нанопоры равномерно распределены внутри субзерна, имеют достаточно стабильные размеры и форму. Основную долю нанопор составляют поры преимущественно овальной формы со средним размером в диапазоне 40…60 нм, которые, объединяясь с порами канального типа шириной до 20…25 нм и длиной более 100 нм, образуют нанопористую сеть.
2.2. Новизна применяемых решений в сравнении с другими работами, родственными по тематике и целевому назначению и определяющими мировой уровень.
Проведенная на предыдущем этапе работ систематизация сведений об исследуемой проблеме и анализ результатов проведенных патентных исследований позволили сделать вывод, что созданный в результате селективной лазерной сублимации нанопористый металлический материал являются принципиально новым и соответствует мировому уровню.
2.3. Особенности исследования, разработки, метода или методологии проведения работы на отчетном этапе.
Получение актуальных результатов и достижение требуемого качества работ на отчетном этапе достигнуто за счет использования современной материально-технической базы и передовых достижений в области воздействия лазерного излучения на вещество, лазерной оптики и материаловедения. Впервые в результате селективной лазерной сублимации создан нанопористый металлический материал. Использованы: метод создания требуемого энергетического воздействия на объекты с применением систем транспортировки и формирования излучения, включающих в свой состав модули дифракционной компьютерной оптики; метод формирования нанопористых структур металлических материалов селективной лазерной сублимацией; методы металлографического и электронно-микроскопического анализа при исследовании структур нанопористых материалов; метод энерго-дисперсионного анализа при исследовании элементного состава образцов.
2.4. Объекты интеллектуальной собственности, созданные на отчетном этапе.
На 2 этапе работ в соответствии с календарным планом заявки на объекты интеллектуальной собственности не оформлялись.
3. Области и масштабы использования полученных результатов
3.1. Области применения полученных результатов.
Полученная в результате проведения 2-го этапа НИР научная и научно-техническая продукция позволит при выполнении 3-го этапа разработать методику расчета распределения плотности мощности лазерного излучения для формирования нанопористых структур металлических материалов; осуществить выбор эффективных температурных режимов высокоэнергетического воздействия; провести рентгеноструктурные исследования фазового состава и параметров твердого раствора нанопористых металлических материалов; оценить уровень внутренних напряжений в приповерхностном слое нанопористых металлических материалов. На основе экспериментально подтвержденных результатов исследования перспективна постановка прикладных НИР и опытно-технологических работ.
3.2. Ход практического внедрения полученных результатов.
Результаты 2-го этапа НИР проходят стадии внедрения в образовательный процесс в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С.П. Королева (национальный исследовательский университет)» для подготовки высококвалифицированных специалистов по специальности 200202 «Лазерные системы в ракетной технике и космонавтике», а именно в курсе лекций по дисциплинам «Оптика лазеров», «Лазерные технологические комплексы и производство».
3.3. Оценка или прогноз влияния полученных результатов, товаров и услуг, созданных на основе полученных результатов, на подготовку и закрепление в сфере науки и образования научных и научно-педагогических кадров, достижение или превышение заданных индикаторов и показателей.
Результаты исследования содействуют продвижению в решении таких задач, как формирование научно-технологического потенциала и конкурентоспособного сектора исследований и разработок, привлечение к научной деятельности молодых специалистов, позволят создать предпосылки для разработки конкурентоспособных технологий, пригодных для последующей коммерциализации, что обеспечивает развитие производственно-технологической инновационной инфраструктуры. При проведении 2-го этапа работ приняли участие 2 доктора наук, 6 кандидатов наук, 1 аспирант – исполнитель НИР представил кандидатскую диссертацию в диссертационный совет. В результате выполнения НИР будет осуществлена подготовка и закрепление в государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования студентов, аспирантов, докторантов и молодых исследователей в количестве не менее 6 чел. Результаты работы не менее 8 исследователей – исполнителей НИР в рамках НИР будут опубликованы в высокорейтинговых российских и зарубежных журналах. Будут достигнуты все запланированные индикаторы и показатели.
4. Выводы
В результате выполнения 2 этапа работ получены лабораторные образцы нанопористых металлических материалов со сниженной массовой концентрацией компонента с меньшей упругостью пара в поверхностном слое глубиной не менее 15 мкм и средним размером пор не менее 40…60 нм, образующихся в результате лазерного воздействия. По результатам проведенного топографического анализа образцов установлено, что лазерное воздействие на модельный сплав системы Cu-Zn вызывает изменение рельефа поверхности. Распределение микропористости в материале определено методом микрофотографий, при применении которого проводился расчет величины просветности в выбранных сечениях по глубине образца. Установлено, что величина просветности на поверхности образцов составляет приблизительно 50 %, при этом в направлении от поверхности имеет место уменьшение пористости, глубина пористого слоя составляет 40…45 мкм. Анализ элементного состава поверхности образцов после лазерного воздействия с высокой частотой следования импульсов показал увеличение относительного содержания меди с 62,9 % до 91,9 % и снижение доли цинка с 36,8 % до 7,6 %. В результате исследований по выявлению структуры и характера распределения пор в нанопористых материалах методом просвечивающей электронной микроскопии установлено, что в приповерхностном слое поры формируются преимущественно по границам зерен и блоков, в результате чего происходит создание новых границ и, как следствие, измельчение зерна. Нанопоры равномерно распределены внутри субзерна, имеют достаточно стабильные размеры и форму. Основную долю нанопор составляют поры преимущественно овальной формы со средним размером в диапазоне 40…60 нм, которые, объединяясь с порами канального типа шириной до 20…25 нм и длиной более 100 нм, образуют нанопористую сеть. Полученные результаты позволяют перейти ко 3-му этапу работ.
Развернуть
3
01.07.2010 - 15.12.2010
1. Наименование разрабатываемой продукции
Методика расчета распределения плотности мощности лазерного излучения для формирования нанопористых структур металлических материалов. Эффективные температурные режимы высокоэнергетического воздействия. Результаты рентгеноструктурных исследований фазового состава и параметров твердого раствора нанопористых металлических материалов. Результаты оценки уровня внутренних напряжений в приповерхностном слое нанопористых металлических материалов.
2. Характеристика выполненных на этапе работ по созданию продукции
2.1. Результаты работы на 3 этапе.
Разработана методика расчета пространственного распределения мощности лазерного излучения для формирования нанопористых структур металлических материалов, соответствующая требованиям задания и подтвержденная результатами проведенных экспериментальных исследований. Осуществлен выбор эффективных температурных режимов высокоэнергетического воздействия. Установлено, что использование оптических систем на основе подвижных фокусаторов излучения позволяет обеспечить равномерную глубину зоны образования нанопористой структуры в приповерхностном слое металлических материалов. Проведены рентгеноструктурные исследования фазового состава и параметров твердого раствора нанопористых металлических материалов. Установлено, что в результате лазерного воздействия с высокой частотой следования импульсов происходит увеличение параметра кристаллической ГЦК-решетки α-твердого раствора, повышение плотности дефектов кристаллического строения, увеличение концентрации фаз Юм-Розери. Проведена оценка уровня внутренних напряжений в приповерхностном слое нанопористых металлических материалов.
2.2. Новизна применяемых решений в сравнении с другими работами, родственными по тематике и целевому назначению и определяющими мировой уровень.
Проведенная на первом этапе работ систематизация сведений об исследуемой проблеме и анализ результатов проведенных патентных исследований позволили сделать вывод, что созданный в результате селективной лазерной сублимации нанопористый металлический материал являются принципиально новым и соответствует мировому уровню.
2.3. Особенности исследования, разработки, метода или методологии проведения работы на отчетном этапе.
Получение актуальных результатов и достижение требуемого качества работ на отчетном этапе достигнуто за счет использования современной материально-технической базы и передовых достижений в области воздействия лазерного излучения на вещество, лазерной оптики и материаловедения. Впервые в результате селективной лазерной сублимации создан нанопористый металлический материал. Использованы: метод создания требуемого энергетического воздействия на объекты с применением систем транспортировки и формирования пучков излучения на основе модулей дифракционной компьютерной оптики – фокусаторов излучения; метод формирования нанопористых структур металлических материалов селективной лазерной сублимацией.
2.4. Объекты интеллектуальной собственности, созданные на отчетном этапе.
На 3 этапе работ в соответствии с календарным планом заявки на объекты интеллектуальной собственности не оформлялись.
3. Области и масштабы использования полученных результатов
3.1. Области применения полученных результатов.
Полученная в результате проведения 3-го этапа НИР научная и научно-техническая продукция позволит при выполнении 4-го этапа определить влияния условий внешней газовой среды (окислительной, нейтральной) на интенсивность процессов селективной лазерной сублимации; провести исследования интенсификации процессов селективной лазерной сублимации изменением исходного состояния поверхности обрабатываемых материалов; определить влияния структур поликристаллических металлических материалов на характер распределения наноразмерных пор после проведения селективной лазерной сублимации; разработать способ создания нанопористых структур металлических материалов селективной лазерной сублимацией компонентов сплавов. На основе экспериментально подтвержденных результатов исследования перспективна постановка прикладных НИР и опытно-технологических работ.
3.2. Ход практического внедрения полученных результатов.
Результаты 3-го этапа НИР проходят стадии внедрения в образовательный процесс в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С.П. Королева (национальный исследовательский университет)» для подготовки высококвалифицированных специалистов по специальности 200202 «Лазерные системы в ракетной технике и космонавтике», а именно в курсе лекций по дисциплине «Оптика лазеров»
3.3. Оценка или прогноз влияния полученных результатов, товаров и услуг, созданных на основе полученных результатов, на подготовку и закрепление в сфере науки и образования научных и научно-педагогических кадров, достижение или превышение заданных индикаторов и показателей.
Результаты исследования содействуют продвижению в решении таких задач, как формирование научно-технологического потенциала и конкурентоспособного сектора исследований и разработок, привлечение к научной деятельности молодых специалистов, позволят создать предпосылки для разработки конкурентоспособных технологий, пригодных для последующей коммерциализации, что обеспечивает развитие производственно-технологической инновационной инфраструктуры. При проведении 3-го этапа работ приняли участие 2 доктора наук, 7 кандидатов наук. В результате выполнения НИР будет осуществлена подготовка и закрепление в государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования студентов, аспирантов, докторантов и молодых исследователей в количестве не менее 6 чел. Результаты работы не менее 8 исследователей – исполнителей НИР в рамках НИР будут опубликованы в высокорейтинговых российских и зарубежных журналах. Будут достигнуты все запланированные индикаторы и показатели.
4. Выводы
В результате выполнения 3 этапа работ разработана методика расчета пространственного распределения мощности лазерного излучения для формирования нанопористых структур металлических материалов, обеспечивающая достижение требуемых максимальных температур термических циклов точек объекта на заданной глубине по ширине зоны термического влияния со среднеквадратичным отклонением не более 5 %. Осуществлен выбор эффективных температурных режимов высокоэнергетического воздействия. Установлено, что использование оптических систем на основе подвижных фокусаторов излучения позволяет обеспечить равномерную глубину зоны образования нанопористой структуры в приповерхностном слое металлических материалов. Проведены рентгеноструктурные исследования фазового состава и параметров твердого раствора нанопористых металлических материалов. Установлено, что в результате лазерного воздействия с высокой частотой следования импульсов кристаллическая структура латуни Л62 изменилась: параметр кристаллической ГЦК-решетки α-твердого раствора увеличился от значения 0,3625 до 0,3651…0,3684 нм; плотность дефектов кристаллического строения повысилась; концентрация фаз Юм-Розери в обработанной латуни Л62 увеличилась. Проведена оценка уровня внутренних напряжений в приповерхностном слое нанопористых металлических материалов. Установлено, что при формировании нанопористой структуры методом селективной лазерной сублимации изменения фазового состава материала не происходит, при этом изменение ширины и угла линий после лазерной обработки свидетельствует об изменении плотности дислокаций и распределении внутренних напряжений. Полученные результаты позволяют перейти ко 4-му этапу работ.
Развернуть
4
01.01.2011 - 30.04.2011
1. Наименование разрабатываемой продукции
Определение влияния условий внешней газовой среды (окислительной, нейтральной) на интенсивность процессов селективной лазерной сублимации. Интенсификация процессов селективной лазерной сублимации изменением исходного состояния поверхности обрабатываемых материалов. Определение влияния структур поликристаллических металлических материалов на характер распределения наноразмерных пор после проведения селективной лазерной сублимации. Способ создания нанопористых структур металлических материалов селективной лазерной сублимацией компонентов сплавов.
2. Характеристика выполненных на этапе работ по созданию продукции
2.1. Результаты работы на 4 этапе.
Определено влияние условий внешней газовой среды (окислительной, нейтральной) на интенсивность процессов селективной лазерной сублимации. Для каждого типа внешней газовой среды проведена оценка изменения условного предела упругости и определен характер релаксации напряжений. Осуществлена интенсификация процессов селективной лазерной сублимации изменением исходного состояния поверхности обрабатываемых материалов. Определено влияние структур поликристаллических металлических материалов на характер распределения наноразмерных пор после проведения селективной лазерной сублимации. Разработан способ создания нанопористых структур металлических материалов селективной лазерной сублимацией компонентов сплавов, соответствующий требованиям задания и подтвержденный результатами проведенных экспериментальных исследований. Проведена обработка образцов из медно-цинкового сплава Л62 лазерным воздействием с высокой частотой следования импульсов. Установлено, что в результате лазерного воздействия в вакууме в латуни Л62 формируется нанопористая структура толщиной до 0,1 мм.
2.2. Новизна применяемых решений в сравнении с другими работами, родственными по тематике и целевому назначению и определяющими мировой уровень.
Проведенная на первом этапе работ систематизация сведений об исследуемой проблеме и анализ результатов проведенных патентных исследований позволили сделать вывод, что созданный в результате селективной лазерной сублимации нанопористый металлический материал являются принципиально новым и соответствует мировому уровню.
2.3. Особенности исследования, разработки, метода или методологии проведения работы на отчетном этапе.
Получение актуальных результатов и достижение требуемого качества работ на отчетном этапе достигнуто за счет использования современной материально-технической базы и передовых достижений в области воздействия лазерного излучения на вещество, лазерной оптики и материаловедения. Впервые в результате селективной лазерной сублимации создан нанопористый металлический материал. Использованы: метод формирования нанопористых структур металлических материалов селективной лазерной сублимацией; метод создания требуемого энергетического воздействия на объекты с применением систем транспортировки и формирования пучков излучения на основе модулей дифракционной компьютерной оптики – фокусаторов излучения.
2.4. Объекты интеллектуальной собственности, созданные на отчетном этапе.
На 4 этапе работ в соответствии с календарным планом заявки на объекты интеллектуальной собственности не оформлялись.
3. Области и масштабы использования полученных результатов
3.1. Области применения полученных результатов.
Полученная в результате проведения 4-го этапа НИР научная и научно-техническая продукция позволит при выполнении 5-го этапа провести отработку экспериментальной методики формирования нанопористых структур металлических материалов при воздействии высокоинтенсивных энергетических потоков с целенаправленно изменяемым пространственным распределением мощности; осуществить интенсификацию процессов селективной лазерной сублимации выбором материалов с исходной пористостью; разработать рекомендации по постановке прикладных НИР и опытно-технологических работ; разработать программы внедрения результатов НИР в образовательный процесс.
3.2. Ход практического внедрения полученных результатов.
Результаты 4-го этапа НИР проходят стадии внедрения в образовательный процесс в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С.П. Королева (национальный исследовательский университет)» для подготовки высококвалифицированных специалистов по специальности 200202 «Лазерные системы в ракетной технике и космонавтике», а именно в курсе лекций по дисциплине «Оптика лазеров»
3.3. Оценка или прогноз влияния полученных результатов, товаров и услуг, созданных на основе полученных результатов, на подготовку и закрепление в сфере науки и образования научных и научно-педагогических кадров, достижение или превышение заданных индикаторов и показателей.
Результаты исследования содействуют продвижению в решении таких задач, как формирование научно-технологического потенциала и конкурентоспособного сектора исследований и разработок, привлечение к научной деятельности молодых специалистов, позволят создать предпосылки для разработки конкурентоспособных технологий, пригодных для последующей коммерциализации, что обеспечивает развитие производственно-технологической инновационной инфраструктуры. При проведении 4-го этапа работ приняли участие 2 доктора наук, 8 кандидатов наук. В результате выполнения НИР будет осуществлена подготовка и закрепление в государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования студентов, аспирантов, докторантов и молодых исследователей в количестве не менее 6 чел. Результаты работы не менее 8 исследователей – исполнителей НИР в рамках НИР будут опубликованы в высокорейтинговых российских и зарубежных журналах. Будут достигнуты все запланированные индикаторы и показатели.
4. Выводы
В результате выполнения 4 этапа работ определено влияние условий внешней газовой среды (окислительной, нейтральной) на интенсивность процессов селективной лазерной сублимации. Для каждого типа внешней газовой среды проведена оценка изменения условного предела упругости и определен характер релаксации напряжений. Для оценки влияния на данные характеристики материала изменения состава приповерхностного слоя в результате сублимации компонентов сплава в вакууме определена зависимость толщины слоя, из которого удален сублимирующий компонент, от длительности высокотемпературного воздействия в среде с высокой степенью разрежения. Осуществлена интенсификация процессов селективной лазерной сублимации изменением исходного состояния поверхности обрабатываемых материалов. Установлено, что с целью интенсификации процессов селективной лазерной сублимации при формировании нанопористых структур целесообразно использовать металлические материалы с поверхностными субмикро- и микропористыми структурами, характеризующимися большой плотностью дефектов. Получен пористый металлический материал каналами протяженностью до десятков микрометров, имеющими в местах наибольших сужений характерный размер сечения до 50…100 нм. Определено влияние структур поликристаллических металлических материалов на характер распределения наноразмерных пор после проведения селективной лазерной сублимации. Определено влияние температуры и приложенных внешних растягивающих напряжений при изотермической выдержки в вакууме на скорость сублимации цинка из сплава Л62. Разработан способ создания нанопористых структур металлических материалов селективной лазерной сублимацией компонентов сплавов. Проведена обработка образцов из медно-цинкового сплава Л62 лазерным воздействием с высокой частотой следования импульсов в вакууме. Установлено, что в результате лазерного воздействия в вакууме в латуни Л62 формируется нанопористая структура толщиной до 0,1 мм. На границе субзерен формируются субмикро- и нанопоры канального типа шириной ~ 100…200 нм, которые образуют пористую сеть. Полученные результаты позволяют перейти ко 5-му этапу работ.
Развернуть
5
01.05.2011 - 25.09.2011
5.1 Отработка экспериментальной методики
формирования нанопористых структур
металлических материалов при воздействии высокоинтенсивных энергетических потоков с целенаправленно изменяемым пространственным распределением мощности,
5.2 Интенсификация процессов селективной лазерной сублимации выбором материалов с исходной пористостью.
5.3 Разработка рекомендаций по постановке прикладных НИР и опытно—технологических работ.
5.4 Разработка программы внедрения результатов
НИР в образовательный процесс.
5.5 Оснащение системы управления лазерной
технологической установки программным
комплексом.
Развернуть

Программа

Программа "Научные и научно-педагогические кадры инновационной России" на 2009 - 2013 годы

Программное мероприятие

1.1 Проведение научных исследований коллективами научно-образовательных центров
Продолжительность работ
2009 - 2011, 24 мес.
Бюджетные средства
3,45 млн
профинансировано
Тема
Исследование физики взаимодействия лазерного излучения с потоками жидкости газа и структурами металлических материалов.
Продолжительность работ
2008, 3 мес.
Бюджетные средства
1,2 млн
Количество заявок
1
Тема
Исследование механизмов формирования нано-структурированных плёночных покрытий и мембран с заданной нанопористостью. Разработка ионно-плазменных методов их получения.
Продолжительность работ
2008, 3 мес.
Бюджетные средства
1,2 млн
Количество заявок
2
Тема
Анализ закономерностей миграции приоритетных загрязнителей природной среды (тяжелые металлы, радионуклиды) в агроландшафтах и оценка их воздействия на компоненты агроэкосистемы.
Продолжительность работ
2008, 3 мес.
Бюджетные средства
1,2 млн
Количество заявок
2
Тема
«Разработка технологии производства гетероэпитаксиальных структур на основе карбида кремния и родственных широкозонных полупроводниковых материалов на нанопористых подложках кремния для приборов электроники, микро- и наносистемной техники».
Продолжительность работ
2011 - 2013, 31 мес.
Бюджетные средства
240 млн
Количество заявок
1
Тема
Методы векторной доставки плазмонно-резонансных наночастиц для контрастирования злокачественных новообразований и стимуляции апоптоза методом селективной лазерной гипертермии.
Продолжительность работ
2008 - 2009, 17 мес.
Бюджетные средства
7,8 млн
Количество заявок
4