Hàn được thủy tinh với kim loại

Theo trường Đại học Heriot Watt, Scotland, hiện nay, các hợp chất kim loại và thủy tinh được tìm thấy ở khắp mọi nơi, nhưng việc gắn chúng lại với nhau bằng bu lông, keo dán và các phương tiện khác không tiện lợi và không bền chặt.

Theo giáo sư Duncan Hand ở Đại học Heriot-Watt, sở dĩ cho đến nay người ta vẫn chưa thể hàn các loại vật liệu khác nhau này lại với nhau là do tính chất nhiệt khác nhau của chúng: ở nhiệt độ cao, sự giãn nở nhanh làm cho thủy tinh bị nứt.

Tuy nhiên, quy trình công nghệ mới do nhóm của giáo sư Duncan Hand đề xuất cho phép hàn kim loại và thủy tinh lại với nhau: các tác giả đã thử nghiệm thành công khi hàn các hợp chất thủy tinh khác nhau chứa thạch anh, borosilicate và sapphire với cả thép, nhôm lẫn titan. Trong các trường hợp này, mối hàn có thể chịu được tải trọng lớn và nhiệt độ dao động từ -50 đến 90°C. Các nhà khoa học đang hợp tác với các chuyên gia từ Oxford Lasers và Coherent Scotland phát triển một hệ thiết bị hàn công nghiệp.

Để hàn kim loại bằng thủy tinh, các nhà khoa học sử dụng các xung laser picô giây (picosecond) mạnh. Chùm tia laser đi qua thủy tinh trong suốt về mặt quang học, tạo thành một khu vực nhỏ được nung nóng tại điểm kết nối của vật liệu. Một nguồn năng lượng tầm megawatt được tập trung tại một điểm có mặt cắt không quá vài micromet. Tại đây hình thành một cục plasma, làm tan chảy các vật liệu xung quanh rồi ngay lập tức đông cứng, hợp nhất lại với nhau thành một mối hàn chặt.