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    脆性材料（如玻璃、陶瓷、藍(lán)寶石、硅等）一般具有熱穩(wěn)定性好及化學(xué)穩(wěn)定性好的特點，同時具有高強度、高硬度、低密度、耐磨性和耐腐蝕等金屬無法比擬的特性。依托其性能，脆性材料在光學(xué)、半導(dǎo)體、電子、醫(yī)藥等領(lǐng)域具有廣泛應(yīng)用。

    基于脆性材料固有的低塑形、易脆性破壞的特點，傳統(tǒng)的機械加工方式對脆性材料的精密加工存在較大的難度，激光作為一種非接觸的加工方式，在加工中可實現(xiàn)定點加工及精細(xì)加工的工藝需求。常見的脆性材料連接方法有膠粘劑粘接、機械連接、玻璃料熔接等，其不足在于需添加及長期穩(wěn)定性不足，使用激光直接焊接脆性材料具有熱影響小、高效靈活、高精度的優(yōu)勢，將在脆性材料加工發(fā)揮重要作用。

玻璃激光焊接

    激光焊接玻璃時，高強激光透過上層玻璃，當(dāng)光強超過一定閾值，在透明介質(zhì)內(nèi)會產(chǎn)生非線性吸收，并使材料焦體積內(nèi)的電子電離產(chǎn)生等離子體，材料熔化形成熔池，在接合處填充間隙，凝固后形成有效焊接。焊后玻璃基本呈現(xiàn)透明狀態(tài)。

    焊后測試焊縫密封，在水中浸泡5小時以上焊縫內(nèi)側(cè)無進(jìn)水，焊后實現(xiàn)密封；同時剪切力強度測試可達(dá)到13.5MPa以上，并在剪切力破壞試驗中焊縫未脫落。

    通過測試，常見的玻璃如鋁硅酸鹽玻璃、硼硅酸鹽玻璃、鈉鈣硅玻璃、熔融石英等均可實現(xiàn)焊接，焊后焊縫無裂紋，焊接表面無損傷。

藍(lán)寶石激光焊接

    藍(lán)寶石晶體化學(xué)組成為Al302，無色透明，硬度高達(dá)9（莫氏硬度），是硬度僅次于金剛石的晶體材料，具有高硬度、高強度，耐高溫，高穩(wěn)定性，導(dǎo)熱率高的特點。在攝像頭光學(xué)件、手機、屏幕等方面有較大的應(yīng)用前景。

    藍(lán)寶石激光焊后焊接位置無裂紋，表面無損傷，剪切力測試焊接位置未脫落。

陶瓷激光焊接

    陶瓷與陶瓷焊接常用釬焊或擴散焊方式，陶瓷焊接過程中陶瓷的配位鍵為離子鍵與共價鍵，材料性能穩(wěn)定。此外，陶瓷熔點高，耐沖擊性能弱，焊接容易產(chǎn)生裂紋。為了實現(xiàn)陶瓷激光焊接，要求使用高透明度的陶瓷，使激光能量能達(dá)到陶瓷結(jié)合面，超短脈寬激光在透明陶瓷內(nèi)部產(chǎn)生非線性吸收，陶瓷熔化后形成焊縫，焊接后陶瓷無裂紋產(chǎn)生，焊接強度高。

異種脆性材料激光焊接