英科学家实现玻璃与金属焊接 有望颠覆制造业

我们知道，人类现在的制造业或建筑业都离不开焊接技术，而金属跟玻璃则是最为常见的建筑材料。以目前的焊接方式来说，想要把玻璃跟金属焊接在一起是不可能的。

有资料显示，在2019年3月份，英国一个研究团队成功研究出一种把金属跟玻璃焊接在一起的办法。

英国赫瑞瓦特大学的科研人员使用非常短的红外光脉冲沿接合处将两种材料融合在一起。研究人员认为，这种新工艺有望改变制造业，在航空航天、国防、光学技术甚至医疗保健领域都将有用武之地。

EPSRC激光生产工艺创新制造中心主任邓肯汉德(Duncan Hand)教授说:“传统意义上来说，由于热特性不同，因此很难将两种完全不同的材料焊接在一起。高温和热膨胀会首先导致玻璃破碎。”

他表示，将玻璃和金属焊接在一起将是制造流程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通常是由粘合剂粘在一起的，使用起来很麻烦，零部件可能会逐渐脱落或移动。此外，挥发也是一个问题——粘合剂中的有机化学物质会逐渐释放，导致产品寿命缩短。

通过实验，科研人员将石英、硼硅酸盐玻璃、蓝宝石等多种光学材料均成功焊接到铝、钛、不锈钢等金属上。红外光脉冲的持续时间只有几皮秒(相当于1秒之于3万年的概念)。科学家将需要焊接的两种材料紧密接触，然而，激光通过光学材料聚焦，形成一个非常小且强度很高的光点。这就产生了一个微等离子体(类似于在材料内部形成了一个微小的闪电球)，被一个高度受限的熔体区域所包围。科学家们在零下50到90度的温度下对这些焊缝进行了测试，发现它们结合紧密，足够坚固，能够应对极端情况。

然而，在2024年的今天，我们都没有看到超高速激光焊接的工业化应用，因为成本问题，它想要大面积普及可能还需要很长时间。