Сварка металла и стекла

02.03.2019

Ученые из Университета Хериот-Ватт сварили стекло и металл вместе с помощью сверхбыстрой лазерной системы - настоящая революция в промышленности!

Благодаря новой лазерной системе специалистов из Хериот-Ватта, различные оптические материалы, такие как кварц, боросиликатное стекло и даже сапфир, были успешно приварены к металлам - алюминию, титану и нержавеющей стали. Оборудование обеспечивает очень короткие (пикосекундные) импульсы инфракрасного света на стыке материалов, что и помогает эффективно сплавить их вместе. Ученые уже отметили колоссальные потенциал такой сварки для всей производственной базы ближайшего будущего. Этот процесс может найти применение в аэрокосмической, оборонной, оптической сфере и даже оказать влияние на здравоохранение.

Профессор Дункан Хэнд, директор Центра инновационного производства EPSRC при университете Хериот-Ватт, поясняет, что традиционно разнородные материалы очень сложно сваривать друг с другом из-за разной температуры плавления. Высокие температуры и структурные изменения, возникающие вследствие теплового расширения, приводят к разрушению таких хрупких материалов, как стекло.

"В настоящее время оборудование и изделия, в которых используются стекло и металл, чаще всего удерживает два этих материала вместе с помощью клея. Он ненадежен, поскольку со временем склеенные детали начинают расползаться в разные стороны. Кроме того, органические компоненты клея выделяют летучие соединения, что также негативно влияет на срок службы продукта", рассказывает Хэнд.

В его собственной методике весь процесс основан на невероятно кратких лазерных импульсах. Каждый импульс длится всего несколько пикосекунд.

"Чтобы понять, как это мало - сравните обычную секунду с временным промежутком в 30 000 лет!" - поясняет он.

Предназначенные для сварки детали располагаются в тесном контакте, а лазер фокусируется через оптику, чтобы обеспечить маленькую область действия и высокую интенсивность на границе стыка. Так, во время испытаний пиковая мощность составила один мегаватт - и это на площади всего в несколько микрон. Так внутри области расплава возникает микроплазма, крошечная сфера-молния, которая и сплавляет материалы. Швы были испытаны на прочность в диапазоне от -50 ° С до 90 ° и остались невредимыми - это отличная гарантия того, что они не подведут в экстремальных условиях, таких как открытый космос.

<< Назад: Ночное зрение доступно каждому 02.03.2019

>> Вперед: Wi-Fi Mesh-система Xiaomi Mesh Router Suits 01.03.2019

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Ферроэлектрики научились выдерживать более 10 миллиардов циклов перезаписи 11.10.2026

Энергонезависимая память должна не только быстро записывать и сохранять информацию без постоянного питания, но и выдерживать огромное количество циклов перезаписи. Одним из перспективных вариантов такой технологии считаются ферроэлектрические материалы, однако их практическое применение долгое время ограничивалось сравнительно быстрым разрушением. Исследователям удалось установить механизм этого процесса на атомном уровне и предложить способ, который значительно увеличивает срок службы таких материалов. Работу выполнила группа ученых из Университета электронной науки и техники Сианя (Xidian University) совместно с коллегами из Гонконгского университета и Фуданского университета. Особый интерес специалистов вызвали ферроэлектрики со структурой вюрцита, в частности нитрид алюминия-скандия (AlScN). Эти материалы способны сохранять информацию благодаря изменению направления электрической поляризации на атомном уровне и хорошо совместимы с современными технологиями производства микросхем ...>>

Электромобиль VENTRA с системой очистки воздуха 11.10.2026

Даже автомобили без двигателя внутреннего сгорания не являются полностью безвредными для окружающей среды. При движении любой автомобиль изнашивает шины и тормозные элементы, в результате чего в воздух и на дорожное покрытие попадают мельчайшие частицы. Студенты Эйндховенского технологического университета решили обратить внимание именно на этот мало заметный источник загрязнения и создали концептуальный электромобиль VENTRA, способный собирать часть таких загрязняющих веществ непосредственно во время движения. Проект разработала команда TU/ecomotive, которая оснастила VENTRA специальной системой улавливания частиц, образующихся при износе шин и торможении. Авторы концепта считают, что переход на электрическую тягу сам по себе не решает проблему автомобильных выбросов. Более тяжелые электромобили дополнительно нагружают шины, а их электродвигатели способны обеспечивать очень быстрое ускорение, что также может способствовать повышенному износу резины. Собранные около колес частицы си ...>>

Лазерное переключение магнитов 10.10.2026

Технологии хранения данных постоянно стремятся уменьшить размеры элементов памяти и одновременно увеличить скорость записи информации. Один из возможных путей связан с использованием света, который способен переносить энергию с огромной скоростью и воздействовать на очень небольшие области материала. Инженеры Университета Калифорнии в Сан-Диего (UC San Diego) продемонстрировали необычный способ управления магнитным состоянием вещества, при котором внешнее магнитное поле вообще не требуется. В обычных жестких дисках информация записывается в виде последовательности крошечных магнитных областей, соответствующих значениям 1 и 0. Для изменения их состояния обычно необходимо внешнее магнитное поле, однако такой способ требует значительных энергетических затрат и ограничивает скорость записи. Исследователи UC San Diego предложили альтернативу - так называемое оптическое переключение, при котором магнитное состояние изменяется под воздействием лазерного излучения. По оценкам специалистов, ...>>

Наушники Neurable One с мониторингом концентрации и усталости мозга 10.10.2026

Современные наушники постепенно превращаются из обычного аудиоустройства в персональный электронный помощник. Они уже умеют подавлять окружающий шум, анализировать качество звука и отслеживать некоторые параметры физического состояния человека. Американская компания Neurable пошла еще дальше и предложила использовать наушники для оценки активности мозга, чтобы определить, насколько человек сосредоточен, испытывает умственное напряжение или начинает уставать. Новая модель получила название Neurable One и оснащена 12 датчиками, способными регистрировать электрическую активность мозга. В основе технологии лежит электроэнцефалография, или EEG, применяемая для фиксации электрических сигналов, возникающих при работе нервной системы. Датчики размещены во внутренних накладках наушников и начинают получать информацию сразу после того, как пользователь надевает устройство. Затем специальное приложение анализирует полученные данные и оценивает текущее состояние человека. Разработчики предус ...>>

Климатический кризис меняет питание детей и влияет на их здоровье 09.10.2026

Когда говорят о влиянии климатических изменений на здоровье человека, чаще всего вспоминают экстремальную жару, наводнения, засухи или лесные пожары. Однако последствия глобального потепления могут проявляться гораздо менее заметно. Один из таких механизмов связан с продовольствием: изменения климата способны влиять на урожайность, стоимость продуктов и их доступность, а через это - на качество питания детей. Особое значение эта проблема приобретает в первые годы жизни. Дети в возрасте до пяти лет особенно чувствительны к недостатку необходимых питательных веществ, поскольку именно в этот период питание и окружающая среда тесно связаны с ростом организма, развитием и формированием иммунной системы. Если полноценная пища становится менее доступной, последствия могут проявляться не сразу, но отражаться на здоровье ребенка в дальнейшем. Бразильские исследователи попытались определить, где подобные проблемы могут пересекаться с климатическими факторами. Для этого специалисты разработ ...>>

Случайная новость из Архива Перемещение предметов лучами света 02.12.2018 При направлении луча света на руку, человек не чувствует ничего, кроме тепла. Но тот же луч света на наноуровне является мощнейшим инструментом, который способен даже перемещать предметы небольшого размера. Исследователи из Structured Light Университета Витватерсранда в Йоханнесбурге, ЮАР, научились использовать лазерный луч, чтобы контролировать и манипулировать мельчайшими объектами. Такими, как, к примеру, человеческие клетки или крошечные химические частицы. Данный метод известен как лазерный пинцет. Сотрудники университета нашли способ оптимально применять всю силу света, включая векторный свет, который не был доступен им ранее. Перемещение происходит следующим образом: частицы "захватывают" светом, после чего они находятся под его контролем и перемещаются вместе с ним. "Раньше лазерные пинцеты были ограничены конкретными классами света, а нам удалось выявить целостный механизм, который охватывает все классы света, включая воспроизводство всех предыдущих устройств. Мы продемонстрировали первую векторную голографическую оптическую систему захвата. Наше устройство позволяет захватывать и перемещать частицы размером с микрометр, например биологические клетки, лишь с помощью света", - сказал профессор Эндрю Форбс (Andrew Forbes).

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026