Interesant

Nu este nevoie de cuptor: inginerii creează laser care poate suda ușor ceramica împreună

Nu este nevoie de cuptor: inginerii creează laser care poate suda ușor ceramica împreună

Trăim într-o lume ceramică. Ceramica este peste tot chiar și în lumea ingineriei. Cea mai importantă și generală proprietate a ceramicii este că acestea sunt refractare. Ce inseamna asta? Sunt materiale „accidentate” care vor suporta cantități mari de abuz într-o gamă largă de situații. Nu ne credeți?

ÎN LEGĂTURĂ: PRIMA CERAMICĂ IMPRIMATĂ DIN 4D DIN LUME PRIN FORMĂ Mulțumesc unei echipe de ingineri mecanici

Plăcile ceramice sunt folosite pentru navetele spațiale. Compozitul este capabil să reziste la temperaturi extraordinare și a fost chiar folosit pentru a proteja zonele navetei spațiale care ar urca deasupra 1.260 ° C. Ceramica are puncte de topire ridicate, o duritate și o rezistență deosebite, o durabilitate extraordinară și o mare inertitate chimică. Deci, de ce să nu le folosești tot timpul?

Procesul de sudare a ceramicii împreună a fost în mod tradițional dificil, deoarece au nevoie de temperaturi ridicate pentru a se topi, ceea ce la rândul lor le poate expune la „gradienți de temperatură extreme care cauzează crăparea”. Cu toate acestea, cercetătorii de la Universitatea din California San Diego și Universitatea din California Riverside au ieșit cu o soluție la această problemă.

Folosirea laserelor pe ceramică

Publicat într-un studiu găsit în revista științifică, Ştiinţă, inginerii din ambele echipe au dezvoltat un laser pulsat ultrarapid care poate fi folosit pentru a topi materialele ceramice împreună, combinându-le. Ce face acest lucru atât de special? Pe lângă faptul că nu are nevoie nici măcar de un cuptor, noul proces laser funcționează în condiții ambientale și folosește mai puțin de 50 de wați de putere laser.

Așa cum am menționat mai sus, ceramica are un mare interes și are o serie de aplicații. În cadrul studiului, cercetătorii discută despre utilizarea ceramicii pentru implanturi biomedicale și ca carcase de protecție în electronică. Pe scurt, ați putea crea dispozitive mobile inteligente rezistente la zgârieturi, stimulatoare cardiace fără metal și electronice pentru călătorii spațiale.

„În acest moment nu există nicio modalitate de a înveli sau sigila componentele electronice din interiorul ceramicii, deoarece ar trebui să puneți întregul ansamblu într-un cuptor, ceea ce ar duce la arderea electronice”, a declarat Javier E. Garay, profesor de inginerie mecanică și materiale știință și inginerie la UC San Diego.

Cum funcționează laserul?

Procesul de sudare cu impulsuri ultrarapide a fost creat din viziune pentru a crea o serie de impulsuri laser scurte de-a lungul interfeței a două părți ceramice. Această căldură laser se acumulează numai la interfață și provoacă topirea localizată. Pentru a crea acest sistem, cercetătorii au lucrat la optimizarea a două aspecte ale experimentului lor.

În primul rând, și-au concentrat atenția asupra parametrilor laserului, care au inclus timpul de expunere, numărul de impulsuri laser și durata pulsului. Apoi, au lucrat la transparența materialului ceramic.

"Punctul dulce al impulsurilor ultrarapide a fost de două picosecunde la o rată mare de repetare de un megahertz, împreună cu un număr total moderat de impulsuri. Acest lucru a maximizat diametrul topiturii, a minimizat ablația materialului și a răcit temporizat exact pentru cea mai bună sudură posibilă". a spus ingineria mecanică Guillermo Aguilar.

În acest moment, procesul este folosit doar pe piese ceramice mici, care nu au o dimensiune mai mare de doi centimetri. Inginerii speră în cele din urmă să-l optimizeze pentru diferite tipuri de materiale și geometrii.


Priveste filmarea: #percentage#shortcut# Howtocalculatepercentage#USS#PSC#LPSA#UPSA#K-TET#ശതമനപഠകക5മനടടമത (Noiembrie 2021).