Для соединения металлических и стеклянных материалов разработан метод сварки, основанный на использовании пикосекундных лазерных импульсов.
Соединения металла и стекла широко распространены в современной промышленности, но для их фиксации традиционно используются болты, клей и другие не всегда удобные и надежные решения. До настоящего времени сварка таких материалов оставалась невозможной. «Сварить вместе стекло и металл, обладающие столь различными характеристиками, крайне сложно», – отмечает профессор Дункан Хенд из шотландского Университета Хериот-Уотт. Это обусловлено их различным тепловым расширением: при нагревании стекло может растрескиваться из-за быстрого увеличения объема».
Однако новый процесс, предложенный командой Хенда, позволяет сваривать металл и стекло друг с другом: авторы уже успешно опробовали его на различных сочетаниях кварцевого, боросиликатного и сапфирового стекол, с одной стороны, а также стали, алюминия и титана — с другой. При этом сварное соединение выдерживало большие нагрузки и перепады температур от минус 50 до 90 °С. Ученые уже работают над созданием прототипа промышленной системы, объединившись с экспертами из Oxford Lasers и Coherent Scotland.
При сварке металла со стеклом применяются мощные импульсы лазера с пикосекундной длительностью. Луч лазера проходит сквозь оптически прозрачное стекло, создавая небольшую зону нагрева в области соединения. Энергия в мегаватты фокусируется в пятно диаметром не более нескольких микрометров. В этом месте формируется плазменный сгусток, который расплавляет окружающие материалы и обеспечивает их немедленное застывание и сплавление.