机械工程学报

作者：潘瑞, 冯英豪, 蒋凡, 陈树君

单位：北京工业大学机械与能源工程学院 北京 100124

关键词：界面间隙,纳秒激光连接,脆硬性透明材料,金属,机理分析；

基金：国家自然科学基金(52275301)、北京市新星计划(20230484311)和北京市自然科学基金(3242002)资助项目。

纳秒脉冲激光相对于超短脉冲激光具有较大的熔化面积，所以使用纳秒激光极大地缓解了使用超短脉冲激光连接过程中对脆硬性透明材料/金属材料的间隙限制，为了确定纳秒激光连接脆硬性透明材料/金属的最大允许间隙以及不同间隙条件对连接效果的影响，探究不同界面间隙条件对石英玻璃/铜接头宏观和微观组织以及接头力学性能的影响。研究发现，随着界面间隙的增大接头剪切强度从27 MPa降低至10.5 MPa，界面最大允许间隙约为5 μm。石英玻璃/铜连接接头剪切强度数据误差棒较大的原因主要是脆硬性透明材料中常见的本征裂纹包括气孔和夹杂，气孔和夹杂的存在往往导致剪切强度具有离散型和偶然性。此外，发现纳秒激光连接石英玻璃/铜过程中裂纹产生的原因分为两类，一种是冷裂纹中的延迟断裂，另一种是热裂纹，通过调控工艺参数可以避免热裂纹的产生。

来源：2024年第22期

《机械工程学报》期刊编辑部

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