Сверхбыстрые лазеры сваривают керамику при комнатной температуре

Теоретически керамика - отличный материал для электроники. Она прочная, изолирует от электричества и защищает от жары, а в случае имплантатов в теле - биосовместима. Проблема заключалась в том, что для сплавления керамики требуется высокая температура, которая может разрушить электронные компоненты. Теперь решение найдено.

«В настоящее время нет способа запечатать электронные компоненты внутри керамики, ведь для этого придется поместить весь механизм в печь, что приведет к сожжению электроники», - рассказывает Хавьер Гарай, старший автор исследования.

Поэтому команда ученых из Сан-Диего и Калифорнийского университета нашла своё решение. Тепло все же необходимо для соединения керамических краев, но только на швах, используя процесс, который они называют сверхбыстрой импульсной лазерной сваркой.

Подобные сверхбыстрые лазерные импульсы использовались ранее для сварки материалов, которые обычно плохо сцепляются друг с другом, таких как прозрачный пластик или металл со стеклом.

Для этого проекта исследователи Калифорнии настроили лазер, чтобы найти набор параметров, который работал бы лучше всего. Керамика должна была быть правильной прозрачности, и команде необходимо было определить правильное время выдержки, а также количество и длительность лазерных импульсов, которые дали наилучшие результаты.

В экспериментах исследователям удалось успешно приварить прозрачную цилиндрическую крышку к внутренней части керамической трубки. Затем её испытали на прочность в вакууме, с использованием стандартных отраслевых испытаний, и было установлено, что тест пройден.

До сих пор этот метод использовался только на небольших керамических деталях, толщиной менее 2 см (0,8 дюйма), но команда планирует попробовать расширить его и экспериментировать с различными материалами и формами.

Исследование было опубликовано в журнале Science.