来自赫瑞瓦特大学的科学家们利用超快激光系统将玻璃和金属焊接在一起,这是制造业的一项突破。
各种光学材料,如石英,硼硅酸盐玻璃,甚至蓝宝石,都成功地焊接到金属,如铝,钛和不锈钢使用Heriot-Watt激光系统,这提供了非常短的,皮秒脉冲红外光沿材料的轨道,使他们融合在一起。
新工艺可能会改变制造业,并直接应用于航空航天、国防、光学技术甚至医疗保健领域。
邓肯教授,主任five-university EPSRC创新制造中心在赫瑞瓦特激光为基础的生产过程,说:“传统上一直很难焊接在一起不同的玻璃和金属等材料由于其不同的高温热性质和高度不同的热膨胀导致玻璃破碎。
“将玻璃和金属焊接在一起将是制造和设计灵活性的巨大进步。”
“目前,涉及玻璃和金属的设备和产品往往是由粘合剂粘在一起的,这是混乱的应用和零件可以逐渐蠕变,或移动。脱气也是一个问题——来自粘合剂的有机化学物质会逐渐释放,导致产品寿命缩短。
这一过程依赖于激光发出的令人难以置信的短脉冲。这些脉冲只持续几皮秒,一皮秒到一秒相当于一秒,相比之下是3万年。
“将焊接的部件放在近距离接触处,激光通过光学材料聚焦,在两种材料之间的界面提供一个非常小的、强度很高的点——我们在一个只有几微米宽的区域内实现了兆瓦特的峰值功率。”
“这就在材料内部产生了微等离子体,就像一个微小的闪电球,被一个高度受限的熔体区域所包围。”
“我们在零下50度到90度的温度下对焊缝进行了测试,焊缝完好无损,所以我们知道它们足够坚固,可以应对极端情况。”
——文章发布于2019年3月4日