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玻璃与金属焊接新途径:超快激光器

据悉,来自英国赫瑞瓦特大学的科学家团队,日前通过超快激光系统,实现了玻璃和金属的焊接。这一流程可用于航空航天、国防、光学技术以及医疗保健制造业。

利用超快激光焊接方法,研究人员可以将各种光学材料(如石英、硼硅酸盐玻璃和蓝宝石)融入包括铝、钛和不锈钢等金属中。这种方法在材料熔合过程中产生非常短的皮秒红外光脉冲。

赫瑞瓦特大学激光创新制造中心主任兼教授Duncan Hand表示:“从传统意义上来讲,由于玻璃和金属的不同热性能,将玻璃和金属等不同材料焊接在一起非常困难 - 高温和高度不同的热膨胀会导致玻璃破碎。目前,涉及玻璃和金属的设备和产品通常是采用粘合剂结合在一起,这一过程很杂乱,而且粘合的部件会逐渐出现移动的现象。放气也是一个问题,因为粘合剂会不断释放出有机化学物质,这样可能会导致产品寿命缩短。”

Hand指出,要焊接的部件紧密接触,激光通过光学材料进行聚焦,在两种材料之间的界面处提供非常小且高强度的点。这样一来,研究团队在一个几微米宽的区域内实现了兆瓦峰值功率,在材料内部形成了一个由高度受限的熔化区域包围的微等离子体。该团队在-50°至90°C的温度下对焊缝进行了测试,结果表明它们足够坚固,能够承受极端条件。

Hand及其团队日前正在与由英国牛津激光公司、Coherent Scotland、Leonardo以及英国古奇·休斯古公司领导的财团合作,开发激光加工系统原型,以实现该技术的早日商用。

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