[實(shí)用新型]用于金屬納米元件的激光焊接裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201920954852.2
• 申請(qǐng)日: 2019-06-24
• 公開（公告）號(hào): CN210115574U
• 公開（公告）日: 2020-02-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馮愛新;劉勇;賈天代;陳歡
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 溫州大學(xué)激光與光電智能制造研究院
• 主分類號(hào): B23K26/21
• 分類號(hào): B23K26/21
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務(wù)所 32237
• 代理人: 王玉國(guó)

本實(shí)用新型涉及用于金屬納米元件的激光焊接裝置，沿光路依次布置：激光發(fā)生器，產(chǎn)生單色激光束；擴(kuò)束鏡，對(duì)激光發(fā)生器產(chǎn)生的單色激光束進(jìn)行放大和準(zhǔn)直；光閘，控制激光通過的時(shí)間；衰減器，調(diào)節(jié)激光功率的大小；1/4玻片，改變激光的偏振方向，將激光光束的線偏振轉(zhuǎn)化為圓偏振；光闌，過濾激光光束的雜散光；掃描振鏡，用以定位與掃描；聚焦鏡，將激光光束進(jìn)行聚焦形成聚焦光斑；三維運(yùn)動(dòng)平臺(tái)，承載待焊接的金屬納米元件并調(diào)節(jié)焊接位置，聚焦光斑直接照射至待焊接的金屬納米元件表面。非接觸式焊接，只對(duì)焊點(diǎn)位置幾十納米范圍內(nèi)進(jìn)行局域加熱，激光光斑聚焦到微米量級(jí)，聚焦光斑直徑調(diào)控在1200nm以下，實(shí)現(xiàn)金屬納米尺度上的焊接。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種用于金屬納米元件的激光焊接裝置，屬于激光精密微細(xì)加工技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

目前，激光精密微細(xì)加工是微納制造技術(shù)的重要組成部分。在微納加工領(lǐng)域，伴隨先進(jìn)制造技術(shù)的進(jìn)步以及分析工具向更高精度的革新，納米材料的形貌和特征變化，特別是材料的納米焊接，催生出了一系列的新興技術(shù)應(yīng)用，如透明導(dǎo)電電極、薄膜太陽(yáng)能電池、納米催化、癌癥治療等。激光微、納米加工是建立在激光與材料相互作用基礎(chǔ)上，利用激光照射來改變材料的性質(zhì)和物態(tài)，實(shí)現(xiàn)微米量級(jí)到納米量級(jí)或者跨尺度的控形與控性。納米科技的發(fā)展依賴于微納尺度加工技術(shù)的發(fā)展，而納米材料的焊接是目前納米研究領(lǐng)域中亟待解決的熱點(diǎn)和難點(diǎn)問題。

隨著納米材料的不斷應(yīng)用和向前發(fā)展，納米焊接技術(shù)也將發(fā)揮越來越重要的作用。納米焊接是人們研發(fā)和制造許多紛繁復(fù)雜的多功能納米光電器件和傳感器的基礎(chǔ)和關(guān)鍵技術(shù)之一。是納米研究能提升到納米科技水平，并真正能用于大規(guī)模地投入實(shí)際應(yīng)用的根本和關(guān)鍵所在。目前納米連接技術(shù)比較典型的有熱板加熱法、機(jī)械壓力法、化學(xué)合成法、離子束照射法、光照誘導(dǎo)法等等。這些方法在處理大規(guī)模納米線網(wǎng)絡(luò)焊接的時(shí)候效果明顯，但由于納米尺度上的操控技術(shù)要求很高，容易造成納米結(jié)構(gòu)的損傷，所以在材料納米焊接具體實(shí)現(xiàn)過程中都存在一定的局限性，不利于工業(yè)化大規(guī)模應(yīng)用。

另有專利申請(qǐng)?zhí)?01310561021.6的專利文獻(xiàn)公開，通過電流產(chǎn)生的焦耳熱也可以實(shí)現(xiàn)納米材料的焊接。該方法對(duì)于支撐結(jié)構(gòu)的基底等會(huì)帶來熱損傷，而且要求先進(jìn)的設(shè)備來直接接觸納米線，容易對(duì)焊接目標(biāo)附近的納米結(jié)構(gòu)造成不可逆的機(jī)械損傷。

因此，在現(xiàn)有技術(shù)之外，需要一種精準(zhǔn)可控，效率高，成本低，并且對(duì)基底及焊接目標(biāo)周圍材料損傷小的納米焊接技術(shù)來完成納米材料之間焊接，以保證納米焊接良好的焊接質(zhì)量和機(jī)械性能，同時(shí)，進(jìn)行納米焊接技術(shù)的推廣應(yīng)用。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種簡(jiǎn)單靈活、精準(zhǔn)可控、適應(yīng)性強(qiáng)的用于金屬納米元件的激光焊接裝置。

本實(shí)用新型的目的通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：

用于金屬納米元件的激光焊接裝置，特點(diǎn)是：沿光路依次布置：

激光發(fā)生器，產(chǎn)生單色激光束；

擴(kuò)束鏡，對(duì)激光發(fā)生器產(chǎn)生的單色激光束進(jìn)行放大和準(zhǔn)直；

光閘，控制激光通過的時(shí)間；

衰減器，調(diào)節(jié)激光功率的大小；

1/4玻片，改變激光的偏振方向，將激光光束的線偏振轉(zhuǎn)化為圓偏振；

光闌，過濾激光光束的雜散光；

掃描振鏡，用以定位與掃描；

聚焦鏡，將激光光束進(jìn)行聚焦形成聚焦光斑；

三維運(yùn)動(dòng)平臺(tái)，承載待焊接的金屬納米元件并調(diào)節(jié)焊接位置，聚焦光斑直接照射至待焊接的金屬納米元件表面。