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玻璃加工應用超快激光介紹

2019-11-04 735

  玻璃(li)是一(yi)種通明(ming)的類固體資料(liao)(liao),在(zai)人們日(ri)(ri)常(chang)日(ri)(ri)子中運(yun)用廣(guang)泛。玻璃(li)的運(yun)用范圍在(zai)不斷擴大,尤(you)其是和其他資料(liao)(liao)相結合能更多(duo)地運(yun)用于高(gao)科技領域。玻璃(li)由碳酸鈉、石灰(hui)石和沙子等常(chang)見的資料(liao)(liao)制成。這些資料(liao)(liao)在(zai)高(gao)溫(wen)條件(jian)下(約1500℃)溶(rong)化,就像液體相同,能夠被灌注、吹(chui)制、壓(ya)制和模(mo)塑(su)成各種形狀。但在(zai)室溫(wen)下,玻璃(li)就成為固體,冷卻后(hou)因為機(ji)械功能的改變會(hui)變得難以加工(gong)處理。


  玻(bo)璃具(ju)(ju)(ju)有(you)其他資料(liao)所不具(ju)(ju)(ju)有(you)的(de)共(gong)同(tong)功(gong)(gong)能(neng)(neng)(neng)。它擁有(you)極好的(de)光(guang)學功(gong)(gong)能(neng)(neng)(neng),能(neng)(neng)(neng)反射、曲折、透射和吸(xi)收(shou)光(guang)線,在整(zheng)個可視范(fan)圍內乃至更(geng)遠,都(dou)具(ju)(ju)(ju)有(you)較高的(de)通(tong)明度(du)。從化學功(gong)(gong)能(neng)(neng)(neng)來(lai)說(shuo),玻(bo)璃是一(yi)種抗腐蝕的(de)惰性資料(liao),能(neng)(neng)(neng)夠作(zuo)為許多化學品的(de)容器。從熱力(li)和電力(li)方面(mian)(mian)來(lai)看,玻(bo)璃是一(yi)種絕佳的(de)絕緣體。從物理(li)功(gong)(gong)能(neng)(neng)(neng)來(lai)看,玻(bo)璃表面(mian)(mian)堅硬,防刮耐磨,近年(nian)來(lai)經(jing)過各種辦法,玻(bo)璃乃至具(ju)(ju)(ju)有(you)了(le)彈性。可是,也正是這些功(gong)(gong)能(neng)(neng)(neng)使得(de)玻(bo)璃加工面(mian)(mian)臨著更(geng)大(da)應戰,例如一(yi)旦玻(bo)璃具(ju)(ju)(ju)有(you)極好的(de)抗拉強度(du),就變(bian)得(de)易(yi)碎。


  因(yin)(yin)而(er),處理玻(bo)璃(li)(li)(li)(li)(li)的辦法(fa)和(he)其運用(yong)都需求從(cong)(cong)長計議。玻(bo)璃(li)(li)(li)(li)(li)制(zhi)(zhi)作(zuo)能(neng)夠(gou)追溯到公元前3500年左右。人工(gong)制(zhi)(zhi)作(zuo)玻(bo)璃(li)(li)(li)(li)(li)大約首先(xian)呈現(xian)在美索不達米亞(ya)和(he)埃(ai)及(ji),首先(xian)被用(yong)來(lai)制(zhi)(zhi)作(zuo)珠(zhu)寶,隨后被用(yong)來(lai)制(zhi)(zhi)作(zuo)壺。之后,加工(gong)工(gong)藝(yi)不斷改(gai)進,從(cong)(cong)手藝(yi)加工(gong)演變為如今的高科技工(gong)業工(gong)藝(yi),呈現(xian)了很多玻(bo)璃(li)(li)(li)(li)(li)類(lei)別和(he)運用(yong)。盡管玻(bo)璃(li)(li)(li)(li)(li)制(zhi)(zhi)作(zuo)歷史(shi)悠久,但近幾十年來(lai)因(yin)(yin)為玻(bo)璃(li)(li)(li)(li)(li)的易(yi)碎功能(neng),對(dui)于玻(bo)璃(li)(li)(li)(li)(li)成品進行(xing)加工(gong)的工(gong)藝(yi)止步(bu)不前。

         中山玻璃加工

  通常(chang)一個小裂(lie)紋就(jiu)會構(gou)(gou)成玻(bo)璃(li)(li)(li)(li)破(po)碎。一旦微裂(lie)紋在(zai)玻(bo)璃(li)(li)(li)(li)的(de)(de)某個部位構(gou)(gou)成,它就(jiu)會蔓延至玻(bo)璃(li)(li)(li)(li)邊(bian)際,構(gou)(gou)成破(po)裂(lie)。玻(bo)璃(li)(li)(li)(li)的(de)(de)這種易碎屬性使其難以加工(gong)。另外一方面(mian),不斷發(fa)展的(de)(de)技(ji)能使其可制(zhi)成結構(gou)(gou)更(geng)小,且形狀各(ge)異的(de)(de)玻(bo)璃(li)(li)(li)(li)來(lai)運(yun)用(yong)于不同領域。傳統(tong)的(de)(de)準確辦(ban)(ban)法(fa)(fa),如光(guang)刻和電子束光(guang)刻等來(lai)加工(gong)玻(bo)璃(li)(li)(li)(li),但(dan)這些技(ji)能過于貴重,不易操作,特別是大面(mian)積運(yun)用(yong)。如今,激光(guang)技(ji)能提(ti)供(gong)了加工(gong)玻(bo)璃(li)(li)(li)(li)的(de)(de)最準確辦(ban)(ban)法(fa)(fa)。最開門見山的(de)(de)辦(ban)(ban)法(fa)(fa)就(jiu)是在(zai)波長范圍內利用(yong)單(dan)光(guang)子吸(xi)收(shou),玻(bo)璃(li)(li)(li)(li)在(zai)紅外線或(huo)紫外線下不會高度通明。


  可是,直接吸(xi)收會發(fa)生一(yi)些問題,包括不良(liang)熱影(ying)響以(yi)及構(gou)成熱影(ying)響區,這(zhe)會發(fa)生微(wei)裂(lie)紋,嚴重危(wei)害玻(bo)(bo)璃(li)(li)的(de)機械穩(wen)定(ding)性。此外,在(zai)玻(bo)(bo)璃(li)(li)表(biao)面下方(fang)進行加工,制作三(san)維結構(gou),需求(qiu)運用高(gao)通明度波長。盡管納秒脈沖激(ji)光器能(neng)夠用于在(zai)玻(bo)(bo)璃(li)(li)中制作次表(biao)層結構(gou)(如(ru)圖(tu)1),玻(bo)(bo)璃(li)(li)的(de)物理機制會對微(wei)處理的(de)精密(mi)程(cheng)度構(gou)成限制,也會發(fa)生微(wei)裂(lie)紋。


  近年來(lai),一種激(ji)(ji)動(dong)人心的(de)代替性工(gong)藝已(yi)投(tou)入工(gong)業運用,即(ji)運用超(chao)快激(ji)(ji)光器在近紅外波長范圍內發生次皮秒脈沖(chong)(chong)(chong)。在這(zhe)一辦(ban)法中,超(chao)短脈沖(chong)(chong)(chong)嚴密聚集于玻璃的(de)大(da)部分或表面,每平方厘米的(de)功率密度超(chao)過數太瓦,引發雜亂多樣的(de)工(gong)藝,如一起多光子吸收、雪崩和碰撞電離(li),構(gou)成對玻璃基質高度局域化(hua)(hua)的(de)破壞,一起簡直不存(cun)在能量堆(dui)積(只要幾微焦乃至(zhi)更少)。因為每次脈沖(chong)(chong)(chong)所(suo)用能量極(ji)(ji)其(qi)適(shi)度,對該部位(乃至(zhi)是聚集體(ti)積)構(gou)成的(de)熱影響能夠忽略不計。這(zhe)一辦(ban)法通常被稱為“冷融化(hua)(hua)”,能夠用來(lai)制(zhi)作極(ji)(ji)為準確的(de)3D結構(gou)。和其(qi)他微制(zhi)作技能相比(bi),飛(fei)秒激(ji)(ji)光微制(zhi)作通明資料具有共同優(you)勢。


  文章(zhang)源自:中(zhong)山(shan)玻璃加工

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