Исследование микроструктуры соединения стекло–металл при воздействии лазеров ультракоротких импульсов

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Исследуется микроструктура сварного слоя, получаемого при воздействии лазерного ультракороткого импульса на соединение стекло–металл. Исследование сварного шва позволило выявить эффект термодиффузии химических элементов стекла и металла в зону соединения в соотношении 50 : 50% от каждого материала. Величина переходного слоя сварного соединения между стеклом и металлом составила значения 2–3 мкм. Результаты работы также показывают, что при соединениях хромоникелевой нержавеющей стали с боросиликатным стеклом образуются связи типа Fe–O–Si, а соединение алюминиевого сплава серии 6000 с боросиликатным стеклом приводит к образованию оксидов алюминия Al2O3.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

М. А. Мурзаков

ООО НТО “ИРЭ-Полюс”

Автор, ответственный за переписку.
Email: clericfull@gmail.com
Россия, Фрязино, Московская обл.

Н. Н. Евтихиев

ООО НТО “ИРЭ-Полюс”; Национальный исследовательский ядерный университет “МИФИ”

Email: clericfull@gmail.com
Россия, Фрязино, Московская обл.; Москва

Д. В. Мясников

ООО НТО “ИРЭ-Полюс”

Email: clericfull@gmail.com
Россия, Фрязино, Московская обл.

Н. В. Грезев

ООО НТО “ИРЭ-Полюс”

Email: clericfull@gmail.com
Россия, Фрязино, Московская обл.

Д. А. Антипов

ООО НТО “ИРЭ-Полюс”; Институт общей физики им. А.М. Прохорова Российской академии наук

Email: clericfull@gmail.com
Россия, Фрязино, Московская обл.; Москва

Д. М. Катаев

ООО НТО “ИРЭ-Полюс”

Email: clericfull@gmail.com
Россия, Фрязино, Московская обл.

Е. Д. Шевелкина

ООО НТО “ИРЭ-Полюс”

Email: clericfull@gmail.com
Россия, Фрязино, Московская обл.

Список литературы

  1. Zhang J., Chen S., Lu H., et al. The effect of gap on the quality of glass-to-glass welding using a picosecond laser. Optics and Lasers in Engineering. 2020. V. 134.
  2. Yi R., Chen C., Li Y., et al. The bonding between glass and metal // Int. J. Adv. Manuf. Technol. 2020. https://doi.org/10.1007/s00170-020-06018-x
  3. Utsumi A., Ooie T., Yano T., et al. Direct bonding of glass and metal using short pulsed laser. JLMN-Journal of Laser Micro/Nanoengineering. 2007. V. 2. No. 2.
  4. Matsuyoshi S., Mizuguchi Y., Muratsugu A., et al. Welding of glass and copper with a rough surface using femtosecond fiber laser pulses // J. Laser Micro Nanoeng. 2018. V. 13. No. 1. https://doi.org/10.2961/jlmn.2018.01.0005
  5. Lipat’eva T.O., Fedotov S.S., Lipat’ev A.S., Lotarev S.V., Shakhgil’dyan G.Yu., Ryabov K.V., Sigaev V.N. Precision Laser Welding of Silica Glass with Iron-Nickel Alloy // Glass and Ceramics. 2021. № 11.
  6. Carter R.M., Chen J., Shephard J.D., Thomson R.R., Hand D.P. Picosecond laser welding of similar and dissimilar materials // Applied Optics. 2014. V. 53. No. 19.
  7. Ciuca O.P., Carter R.M., Prangnell P.B., Hand D.P. Characterisation of weld zone reactions in dissimilar glass-to-aluminium pulsed picosecond laser welds // Materials Characterization. 2016. V. 120.
  8. Carter R.M., Troughton M., Chen J., Elder I., Thomson R.R., D. Esser M.J., Lamb R.A., Hand D.P. Towards industrial ultrafast laser microwelding: SiO2 and BK7 to aluminum alloy // Appl. Opt. 2017. V. 56.
  9. Ozeki Y., Inoue T., Tamaki T., Yamaguchi H., Onda S., Watanabe W., Sano T., Nishiuchi S., Hirose A., Itoh K. Direct welding between copper and glass substrates with femtosecond laser pulses // Appl. Phys. Express. 2008. V. 1.
  10. Liu W., Köster U. Microstructures and properties of interpenetrating alumina/aluminium composites made by reaction of SiO2 glass preforms with molten aluminium // Mater. Sci. Eng. A. 1996. 210. 1–7. http://dx.doi.org/10.1016/0921-5093 (95)10078-4
  11. Jackson R.W. III. The Effect of Reaction and Infiltration on the Degradation of Refractory Ceramics by Molten Metals. PhD thesis. University of Pittsburgh, 2010.
  12. Guilemany J.M., Nutting J., Dougan M.J. A transmission electronmicroscopy study of the microstructures present in alumina coatings produced by plasma spraying // J. Therm. Spray Technol. 1997. V. 6. P. 425–429. http://dx.doi.org/10.1007/s11666-997-0025-5
  13. Kumar B., Thareja R.K. Synthesis of aluminum oxide nanoparticles using laser ablation in liquid // Phys. Status Solidi C. 2010. V. 7. P. 1409–1412. http://dx.doi.org/10.1002/pssc.200983356

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Эскизы образцов с указанием размеров и мест для исследований: а – вид сверху на образец, б – вид с торца.

Скачать (91KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Изображение поверхности сварки с наложением EDS-карты распределения элементов.

Скачать (457KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Профиль сканирования элементного состава сварного шва алюминий–стекло и график изменения концентрации химических элементов.

Скачать (567KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Изображение поверхности сварки образца нержавеющая сталь – стекло в контрасте BSE-электронов при ширине поля обзора 20 мкм, изображение поверхности сварки с наложением EDS-карты распределения элементов.

Скачать (390KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Профиль сканирования элементного состава сварного шва нержавеющая сталь – стекло и график изменения концентрации химических элементов.

Скачать (689KB)
Метаданные

Примечание

Представлено академиком РАН Ю.Н. Кульчиным 25.03.2024 г.


© Российская академия наук, 2024

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».