▲圖4：鎢-銅互鎖接頭拉伸斷裂過程示意圖

I 論文信息

Xing Li, Quanjie Wang, Libing Lu, Yingchun Guan, Wei Zhou. Improving bonding strength of W/Cu dual metal interface through laser micro-structuring method[J]. Light: Advanced Manufacturing 5, 33(2024).

https://doi.org/10.37188/lam.2024.033
來源
先進(jìn)制造 l Light Adv. Manuf. | 難熔異種金屬增材制造界面性能增強(qiáng)新方法

3D科學(xué)谷-知識加油站

激光織構(gòu)化技術(shù)

通過激光織構(gòu)化技術(shù)可以改變材料表面的潤濕性，制造出超疏水或超親水表面

，應(yīng)用于自清潔涂層

、防霧涂層、防冰表面等

。激光織構(gòu)化技術(shù)可以模仿自然界中的表面結(jié)構(gòu)（如荷葉

、鯊魚皮等），激光織構(gòu)化技術(shù)可以用于制造具有特定功能的仿生表面

，如減阻

、抗污、防冰等

。激光表面織構(gòu)化可以用于提高材料表面的硬度和耐磨性

，適用于需要高耐磨性的應(yīng)用場合。激光織構(gòu)化技術(shù)在實(shí)際生產(chǎn)中具有廣泛的應(yīng)用前景

，以下是一些主要的應(yīng)用領(lǐng)域：

• 機(jī)械零件表面改性：通過激光織構(gòu)化技術(shù)

  ，可以在機(jī)械零件表面制造出特定的微結(jié)構(gòu)，用以改善其摩擦學(xué)性能

  ，減少磨損和降低能耗

  。例如，在汽車發(fā)動機(jī)的缸孔表面進(jìn)行激光織構(gòu)化

  ，可以減少零件摩擦磨損

  ，降低發(fā)動機(jī)油耗，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排

  。

• 刀具和模具表面加工：激光織構(gòu)化可用于在刀具和模具表面制造微紋理

  ，以提高其耐磨性和抗粘附性

  ，從而提高工具的使用壽命和性能。

• 生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域：激光表面織構(gòu)化可以用于改善植入物的表面特性

  ，如促進(jìn)細(xì)胞附著和生長

  ，或者減少細(xì)菌粘附，從而提高植入物與生物組織的相容性

  。

• 微流體和光學(xué)器件：在微流體通道中制造微結(jié)構(gòu)可以控制流體的流動和混合，而在光學(xué)器件表面制造特定微結(jié)構(gòu)可以用于控制光的傳播和散射

  。

• 太陽能電池：在太陽能電池表面制造微結(jié)構(gòu)可以增加光的捕獲和吸收

  ，提高電池的光電轉(zhuǎn)換效率。

• 微反應(yīng)器和傳感器：在微反應(yīng)器和傳感器表面制造微結(jié)構(gòu)可以增加表面積

  ，提高反應(yīng)效率和靈敏度

  。

鎢-銅異種金屬互鎖

鎢-銅異種金屬互鎖連接技術(shù)在實(shí)際生產(chǎn)中具有廣泛的應(yīng)用前景，尤其是在那些需要結(jié)合鎢的耐高溫

、低濺射特性和銅的高導(dǎo)熱

、導(dǎo)電性能的領(lǐng)域。

• 核聚變反應(yīng)堆：鎢因其高熔點(diǎn)和低中子活化特性

  ，適用于核聚變反應(yīng)堆中的面向等離子體材料

  。通過與銅的互鎖連接，可以提高散熱效率

  ，維持反應(yīng)堆穩(wěn)定運(yùn)行

  。

• 航空航天：航空航天領(lǐng)域需要輕質(zhì)且耐高溫的材料。鎢-銅合金可以用于制造火箭發(fā)動機(jī)的噴嘴

  、航天器的熱防護(hù)系統(tǒng)等

  ，利用銅的高熱導(dǎo)率來散熱，同時保持結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和剛性

  。

• 電力行業(yè)：在電力行業(yè)中

  ，鎢-銅連接技術(shù)可以用于制造高性能的電力傳輸和分配設(shè)備，如開關(guān)設(shè)備

  、斷路器等

  ，這些設(shè)備需要在高電流和高熱環(huán)境下穩(wěn)定工作。

• 熱管理解決方案：在需要精確熱管理的領(lǐng)域

  ，如LED照明

  、計(jì)算機(jī)CPU和GPU的散熱，鎢-銅合金可以提供高效的熱傳導(dǎo)解決方案

  。在電子器件中

  ，鎢-銅互鎖連接技術(shù)可以用來制造高性能的散熱器，將電子器件產(chǎn)生的熱量迅速傳導(dǎo)出去

  ，提高設(shè)備的穩(wěn)定性和壽命

  。

• 生物醫(yī)學(xué)：在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域

  ，鎢-銅合金可以用于制造醫(yī)療設(shè)備和儀器的部件，這些部件需要在人體內(nèi)部或在高溫消毒過程中保持穩(wěn)定

  。

通過激光織構(gòu)化技術(shù)實(shí)現(xiàn)的鎢-銅異種金屬互鎖連接

，為這些領(lǐng)域提供了一種新的材料連接方法，有望推動相關(guān)技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用

。