高效、高品質(zhì)的玻璃焊接，一直是材料加工領(lǐng)域的重要挑戰(zhàn)。被認(rèn)為是焊接領(lǐng)域一大難題，這主要是由于玻璃材料硬脆難于加工無(wú)需添加介質(zhì)，可直接對(duì)玻璃進(jìn)行焊接，也不需要對(duì)材料進(jìn)行熱處理。您與攻破玻璃焊接難題之間只差紅外飛秒激光。

紅外飛秒激光，屬于超快激光范疇。透明材料對(duì)紅外飛秒激光的非線性吸收效應(yīng)非常適合透明材料的微焊接。

今天用實(shí)測(cè)來(lái)看看焊接效果究竟如何？

國(guó)神超快激光的紅外飛秒激光器GS-FIR20

焊接材料：厚度1mm鈉鈣玻璃

焊接后兩片材料結(jié)合緊密，焊縫肉眼不可見；在高倍顯微鏡下，焊縫均勻沒有裂紋，不會(huì)在材料內(nèi)部產(chǎn)生額外的應(yīng)力。

隨后，我們采用拉力機(jī)，對(duì)玻璃焊接后的剪切強(qiáng)度進(jìn)行測(cè)試：

拉力測(cè)試示意圖

測(cè)試說(shuō)明，材料在焊接區(qū)域的結(jié)合強(qiáng)度超過(guò)了玻璃本身的強(qiáng)度，因此此時(shí)兩片玻璃材料的結(jié)合力大于拉力機(jī)顯示的數(shù)值（282.5N）。

為了測(cè)試焊接后的密封性，將焊接后的材料置于水中浸泡一周后再取出，觀察到焊接區(qū)域無(wú)水汽浸入表示密封性良好：

左圖為本次焊接樣品，表示測(cè)試密封性合格

右圖為密封性不合格的效果圖

紅外飛秒激光焊接透明脆性材料，可實(shí)現(xiàn)幾乎不影響材料透光性、密封性良好、連接強(qiáng)度高的加工效果。

除鈉鈣玻璃外，超快激光還可實(shí)現(xiàn)異種透明材料、透明材料與非透明材料之間的焊接，這項(xiàng)技術(shù)可應(yīng)用于晶片的連接和半導(dǎo)體傳感器、微機(jī)電系統(tǒng)、太陽(yáng)能電池等精密裝置的密封。

圖｜石英玻璃與石英玻璃焊接

圖｜鈉鈣玻璃與藍(lán)寶石焊接

圖｜鈉鈣玻璃與硅片焊接

超快激光，為玻璃焊接提供了更精準(zhǔn)、更高效、更高品質(zhì)的加工方式，可以展望，攻破玻璃焊接難題后，將在植入式器件和傳感器等電子、工程、醫(yī)療領(lǐng)域大有可為。