Phát triển phương pháp hàn kim loại vào thủy tinh

Cập nhật, 06:17, Thứ Bảy, 09/03/2019 (GMT+7)

Một ý tưởng nghe có vẻ như không bao giờ thực hiện được nhưng các nhà khoa học thuộc Trường ĐH Heriot-Watt (Scotland, Vương quốc Anh) cho biết, họ đã phát triển một cách có thể hàn thủy tinh và kim loại lại với nhau.

Hiện kim loại và thủy tinh được gắn với nhau bằng chất kết dính.
Hiện kim loại và thủy tinh được gắn với nhau bằng chất kết dính.

Các nhà nghiên cứu đã tiết lộ phương pháp sử dụng hệ thống laser cực nhanh để kết hợp 2 vật liệu, trong đó được mô tả là một “bước đột phá” cho ngành sản xuất ô tô.

Công nghệ mới cung cấp các xung ánh sáng hồng ngoại cực ngắn theo dõi dọc theo các vật liệu để hợp nhất chúng lại với nhau. Các nhà nghiên cứu tin rằng quy trình mới có thể biến đổi lĩnh vực sản xuất công nghiệp và có những ứng dụng trong lĩnh vực hàng không vũ trụ, quốc phòng, công nghệ quang học và thậm chí cả lĩnh vực chăm sóc sức khỏe.

GS. Duncan Hand- Giám đốc Trung tâm Sản xuất sáng tạo dựa trên kỹ thuật laser EPSRC- cho biết: “Theo truyền thống, rất khó để hàn các vật liệu khác nhau như thủy tinh và kim loại do tính chất nhiệt khác nhau của chúng. Nhiệt độ cao và sự giãn nở nhiệt rất khác nhau có liên quan khiến kính bị vỡ. Có thể hàn thủy tinh và kim loại với nhau sẽ là một bước tiến lớn trong lĩnh vực sản xuất và thiết kế linh hoạt”.

Hiện, các thiết bị và sản phẩm liên quan đến thủy tinh và kim loại thường được gắn với nhau bằng chất kết dính, rất phức tạp khi áp dụng và các bộ phận có thể dần dần dịch chuyển. Hóa chất hữu cơ từ chất kết dính có thể dần dần được giải phóng và dẫn đến giảm tuổi thọ sản phẩm.

Các vật liệu quang học khác nhau như thạch anh, thủy tinh borosilicate và sapphire đều được hàn thành công với các kim loại như nhôm, titan và thép không gỉ. Các xung của ánh sáng hồng ngoại chỉ tồn tại trong vài pico giây, tức là 1 giây so với 30.000 năm.

Các bộ phận cần hàn được đặt tiếp xúc gần và tia laser được tập trung thông qua vật liệu quang học để cung cấp một điểm rất nhỏ và cường độ cao. Điều này tạo ra một microplasma- được mô tả giống như một quả bóng sét nhỏ bên trong vật liệu- được bao quanh bởi một vùng tan chảy rất hạn chế.

Các nhà khoa học đã kiểm tra các mối hàn ở -5oC đến 9oC và chúng vẫn còn nguyên vẹn, vì vậy người ta tin rằng chúng đủ mạnh để đối phó với các điều kiện khắc nghiệt.

HẢI HUỲNH

(Nguồn: Mail Online/Science)