Ученые разработали способ соединения металла и стекла

Новости МирТесен

Для соединения металлических и стеклянных материалов разработан метод сварки, основанный на использовании пикосекундных лазерных импульсов.

Соединения из металла и стекла широко распространены в современной жизни, но их фиксация обычно осуществляется при помощи крепежных элементов, адгезивов или аналогичных не всегда практичных и долговечных решений. До настоящего времени сварка этих материалов оставалась недостижимой задачей. «Сложность заключается в существенных различиях теплофизических характеристик стекла и металла», — комментирует профессор Дункан Хенд из Университета Хериот-Уотт (Шотландия). – При нагревании стекло подвержено растрескиванию вследствие быстрого расширения».

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.

Процесс соединения металла со стеклом основан на применении интенсивных пикосекундных лазерных импульсов, которые проникают сквозь прозрачное стекло, формируя локализованную зону нагрева в области контакта. Энергия излучения, концентрированная в пятне диаметром всего несколько микрометров и достигающая мощности мегаватта, приводит к образованию плазменного сгустка, расплавляющего прилегающие материалы. Последующее быстрое охлаждение способствует их сплавлению.