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简述超快激光在玻璃加工上的应用

  玻璃是一种通明的类固体资料,在人们日常生活中运用广泛。玻璃的运用范围在不断扩大,尤其是和其他资料相结合能更多地运用于高科技领域。玻璃由碳酸钠、石灰石和沙子等常见的资料制成。这些资料在高温条件下(约1500℃)溶化,就像液体一样,能够被灌注、吹制、压制和模塑成各种形状。但在室温下,玻璃就成为固体,冷却后因为机械功能的改变会变得难以加工处理。

  玻璃具有其他资料所不具有的独特功能。它拥有极好的光学功能,能反射、曲折、透射和吸收光线,在整个可视范围内乃至更远,都具有较高的通明度。从化学功能来说,玻璃是一种抗腐蚀的惰性资料,能够作为许多化学品的容器。从热力和电力方面来看,玻璃是一种绝佳的绝缘体。从物理功能来看,玻璃外表坚固,防刮耐磨,近年来经过各种办法,玻璃乃至具有了弹性。但是,也正是这些功能使得玻璃加工面临着更大挑战,例如一旦玻璃具有极好的抗拉强度,就变得易碎。

  因而,处理玻璃的办法和其运用都需要从长计议。玻璃制作能够追溯到公元前3500年左右。人工制作玻璃大约首要出现在美索不达米亚和埃及,首要被用来制作珠宝,随后被用来制作壶。之后,加工工艺不断改进,从手工加工演变为如今的高科技工业工艺,出现了很多玻璃类别和运用。虽然玻璃制作历史悠久,但近几十年来因为玻璃的易碎功能,对于玻璃制品进行加工的工艺止步不前。

      中山家居玻璃

  通常一个小裂纹就会形成玻璃破碎。一旦微裂纹在玻璃的某个部位构成,它就会蔓延至玻璃边际,形成破裂。玻璃的这种易碎特点使其难以加工。另外一方面,不断发展的技术使其可制成结构更小,且形状各异的玻璃来运用于不同领域。传统的精确办法,如光刻和电子束光刻等来加工玻璃,但这些技术过于贵重,不易操作,特别是大面积运用。如今,激光技术提供了加工玻璃的较精确办法。较直截了当的办法就是在波长范围内运用单光子吸收,玻璃在红外线或紫外线下不会高度通明。

  但是,直接吸收会发生一些问题,包含不良热影响以及构成热影响区,这会发生微裂纹,严重危害玻璃的机械稳定性。此外,在玻璃外表下方进行加工,制作三维结构,需要运用高通明度波长。虽然纳秒脉冲激光器能够用于在玻璃中制作次表层结构(如图1),玻璃的物理机制会对微处理的精细程度形成限制,也会发生微裂纹。

  近年来,一种激动人心的替代性工艺已投入工业运用,即运用超快激光器在近红外波长范围内发生次皮秒脉冲。在这一办法中,超短脉冲严密聚焦于玻璃的大部分或外表,每平方厘米的功率密度超过数太瓦,引发复杂多样的工艺,如一起多光子吸收、雪崩和磕碰电离,形成对玻璃基质高度局域化的破坏,一起简直不存在能量堆积(只要几微焦乃至更少)。因为每次脉冲所用能量极端适度,对该部位(乃至是聚焦体积)形成的热影响能够忽略不计。这一办法通常被称为“冷消融”,能够用来制作极为精确的3D结构。和其他微制作技术比较,飞秒激光微制作通明资料具有独特优势。

 

  文章源自:中山家居玻璃
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点击次数:  更新时间:2019-02-21 10:42:45  【打印此页】  【关闭
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