[发明专利]连接件、装置、激光设备及制备方法

说明书

一种连接件，所述连接件包含非金属体，以及结合于所述非金属体上的结合层，所述结合层包含至少部分所述非金属体、第一合金及至少部分第二合金。本发明还提供应用所述连接件的装置、加工所述连接件的激光设备，还提供一种连接件的制备方法。本发明所提供的连接件的制备方法，在结合过程中通过在非金属体上设置复合物层，从而提高非金属体的润湿性，从而提高非金属体与第一合金之间的结合强度；所述复合物层与第一合金的材质不限，因此所形成的结合层上可连接各种金属材料的金属元件；所述制备方法工艺简单，能够大量用于实际生产中。

技术领域

本发明涉及异质材料连接技术领域，尤其涉及一种连接件、装置、激光设备及结合方法。

背景技术

非金属体通常包括玻璃、陶瓷、塑料、聚合物等，各种领域中经常涉及非金属体材料与金属材料的连接，例如玻璃与金属的连接、陶瓷与金属的连接等。

玻璃主要为硅氧四面体网络结构，具有非常稳定的电子配对和很强的结构化，因此具有抗氧化、耐蚀、耐高温、高硬耐磨等特点，其应用越来越广泛。但玻璃本身的低延性和冲击韧性缺点则妨碍了其在工程仪表、电池等领域的运用。

为改善玻璃的韧性和抗冲击能力，通常将玻璃与金属进行连接。现如今，玻璃与金属的连接件已广泛应用于微电子、仪器学等领域。然而，玻璃与金属在本质上有不同，故两者的连接存在较大困难。例如，玻璃与金属两种材料的热膨胀系数差异较大，因而在连接过程的加热和冷却中，两者的膨胀和收缩差别较大，会导致在接头界面上产生较大的热应力与残余应力；其次，玻璃表面很难润湿，而润湿性反映两种物质之间的结合能力。

目前玻璃与金属之间通常采用匹配封接、阳极键合和钎焊、激超声波摩擦焊、半固态连接、胶接等工艺进行连接，然而上述工艺都存在一定的缺点，例如，匹配封接法所形成的接头虽然具有良好的耐高温性和气密性，但是接头力学性能不高。阳极键合主要集中在工艺优化方面，对键合对机制的认识研究还不深入。胶接法所形成的接头耐高温性差、不耐腐蚀，易老化，大多数胶粘剂在受到某些溶剂、氧化剂或射线影响时容易发生变化。目前这几种方法大多处于实验室研究阶段，距离工程实用化还有很大差距；玻璃与金属连接难度大，结合强度低；连接的金属材料有限，且这几种方法不够环保。

陶瓷材料是指用天然或合成化合物经过成形和高温烧结制成的一类无机非金属体材料。它具有高熔点、高硬度、高耐磨性、耐氧化等优点。可用作结构材料、刀具材料，由于陶瓷还具有某些特殊的性能，又可作为功能材料。陶瓷与金属通常通过焊接、封接等结合方式，包括烧结金属粉末法、活性金属法、蒸镀金属化、溅射金属化、离子涂覆等汽相沉积工艺、氧化物焊料法、扩散钎焊和电子束焊，但这些结合方法较为成熟，对陶瓷材料的表面润湿性有要求，而对于表面润湿性不够的陶瓷，通常难以实现结合。

塑料与金属结合相对容易，烤漆或喷漆等涂装处理、纳米注塑成型技术也能够实现，但一方面低成本的结合方法会导致塑料与金属的结合强度不足，高成本的结合方法前期投入大，不够经济。

发明内容

有鉴于此，有必要提供一种非金属体与第一合金之间结合强度大、能够投入生产、且连接的第一合金材料不受限制的连接件。

另，还有必要提供应用所述连接件的装置。

另，还有必要提供加工所述连接件的激光设备。

另，还有必要提供一种所述连接件的制备方法。

一种连接件，所述连接件包含非金属体，以及结合于所述非金属体上的结合层，所述结合层包含至少部分所述非金属体、第一合金及至少部分第二合金。

进一步地，所述连接件包含氧化层，在所述第二合金上形成所述氧化层，所述第二合金与所述氧化层构成复合物层。

进一步地，其中所述复合物层的厚度为40μm-80μm。

进一步地，其中所述氧化层的厚度为2μm-10μm。