元素梯度过渡层

热疲劳强度衰减少

通过在玻璃-金属界面形成元素浓度梯度，大幅缓解热循环引发的强度衰减，提升焊接件在温度波动环境下的长期可靠性。

Haodong, Ren · 沈洪

Journal of Manufacturing Processes 2025

参数信息

初始焊接强度

34.9 MPa

热循环后强度衰减

29.8 %

技术优势

抗热疲劳，少裂

界面处的元素浓度梯度缓和了热膨胀失配，热循环后强度衰减仅为 29.8%，远低于无梯度层的 95.1%。

焊缝初始强度高

优化后的工艺将石英玻璃与铜（热膨胀系数比 1:33.4）直接焊接，初始焊接强度达到 34.9 MPa。

工艺可直接嵌入

只需在玻璃与金属之间增加一层低烧蚀阈值的锡基焊料，沿用飞秒激光焊接流程即可形成梯度层。

应用场景

• 激光焊接：直接用于飞秒激光焊接玻璃与金属，获得高强抗疲劳接头。
• 异种材料连接：解决热膨胀系数差异大的异种材料焊接开裂问题。
• 热疲劳防护：通过梯度层缓冲热应力，保护接头抵抗温度循环损伤。
• 光学元件封装：适用于玻璃窗口与金属外壳的气密封装，提高抗热冲击能力。
• 热循环可靠性：显著降低热循环后的强度衰减，提升长期可靠性。