英科學家實現玻璃與金屬焊接 有望顛覆製造業

2020-11-22 環球網

【環球網科技綜合報導】據英國《每日郵報》3月6日報導，英國一所大學的科學家們近日公布一項突破性的新成果，研發出一種將玻璃和金屬通過超高速雷射系統，焊接在一起的方法。

英國赫瑞瓦特大學的科研人員使用非常短的紅外光脈衝沿接合處將兩種材料融合在一起。研究人員認為，這種新工藝有望改變製造業，在航空航天、國防、光學技術甚至醫療保健領域都將有用武之地。

EPSRC雷射生產工藝創新製造中心主任鄧肯•漢德(Duncan Hand)教授說:「傳統意義上來說，由於熱特性不同，因此很難將兩種完全不同的材料焊接在一起。高溫和熱膨脹會首先導致玻璃破碎。」

他表示，將玻璃和金屬焊接在一起將是製造流程和設計靈活性的巨大進步。 目前，涉及玻璃和金屬的設備和產品通常是由粘合劑粘在一起的，使用起來很麻煩，零部件可能會逐漸脫落或移動。此外，揮發也是一個問題——粘合劑中的有機化學物質會逐漸釋放，導致產品壽命縮短。

通過實驗，科研人員將石英、硼矽酸鹽玻璃、藍寶石等多種光學材料均成功焊接到鋁、鈦、不鏽鋼等金屬上。紅外光脈衝的持續時間只有幾皮秒(相當於1秒之於3萬年的概念)。科學家將需要焊接的兩種材料緊密接觸，然而，雷射通過光學材料聚焦，形成一個非常小且強度很高的光點。這就產生了一個微等離子體(類似於在材料內部形成了一個微小的閃電球)，被一個高度受限的熔體區域所包圍。科學家們在零下50到90度的溫度下對這些焊縫進行了測試，發現它們結合緊密，足夠堅固，能夠應對極端情況。(實習編譯：閔夢婷 審稿：劉洋)

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