Molypden (Mo) là một vật liệu kim loại độc đáo. Mặc dù nhìn chung nó có vẻ ngoài là một kim loại bạc-trắng không có gì nổi bật, nhưng các đặc tính vật lý và hóa học ổn định của nó cho phép nó được sử dụng rộng rãi trong các tình huống-nhiệt độ cao và ứng suất-cao. Nó là nguyên liệu thô không thể thiếu cho các ngành công nghiệp như hàng không vũ trụ, năng lượng hạt nhân, chất bán dẫn và y học chính xác. Do đó, việc gia công molypden là vô cùng khó khăn; đặc biệt, khi thực hiện gia công lỗ-có độ chính xác cao-trên molypden, hầu hết các quy trình truyền thống đều gặp khó khăn trong việc đáp ứng các yêu cầu.
Là một quy trình gia công chính xác ở cấp độ-micron{1}}tiên tiến, công nghệ laser femto giây mang lại những ưu điểm như xử lý nguội (cắt nguội), vận hành-không căng thẳng, độc lập với vật liệu và độ chính xác cao, đóng một vai trò quan trọng trong sản xuất nano vi mô- trên nhiều lĩnh vực khác nhau. Cụ thể, đặc tính-độc lập về vật liệu của laser femto giây giải quyết một cách hiệu quả thách thức mà các quy trình truyền thống gặp phải khi gia công các lỗ-vi mô chính xác trong molypden.
Laser Femto giây là gì?
Laser Femto giây dùng để chỉ một loại laser có độ rộng xung ở mức femto giây. Femto giây là đơn vị thời gian, trong đó 1 femto giây=10⁻¹⁵ giây. Nếu chúng ta đang di chuyển với tốc độ ánh sáng, độ dịch chuyển trong 1 femto giây sẽ là 0,3μm, chứng tỏ rằng 1 femto giây là khoảng thời gian cực kỳ ngắn.
Nói cách khác, thời lượng xung đơn-ngắn của laser femto giây cho phép đạt được công suất cực đại cực cao. Do đó, nó có thể loại bỏ tức thời vật liệu mục tiêu, dẫn đến các hiệu ứng gia công chẳng hạn như vùng ảnh hưởng nhiệt-tối thiểu (HAZ), không có lớp đúc lại và không có vết nứt-vi mô.
Tại sao Molypden cần Laser Femtosecond?
Molypden có các đặc tính vật lý và hóa học ổn định, giúp nó được ứng dụng rộng rãi trong các tình huống-nhiệt độ cao và ứng suất-cao. Tuy nhiên, tương ứng, việc gia công molypden là vô cùng khó khăn. Cụ thể:
1. Độ bền cao và độ cứng cao:
Molypden là kim loại chuyển tiếp có lực liên kết tương tác nguyên tử rất mạnh, cho phép nó duy trì độ bền và độ cứng cao ở cả nhiệt độ phòng và nhiệt độ cao. Do đó, trong các trường-nhiệt độ cực cao và áp suất-cao như ngành hàng không vũ trụ và chất bán dẫn, molypden thường được chọn làm nguyên liệu thô cho vòi phun. Khi áp dụng gia công cơ học truyền thống cho molypden, dụng cụ cắt hoặc mũi khoan dễ bị mài mòn nhanh chóng. Hơn nữa, quá trình này dễ dàng tạo ra ứng suất tiếp xúc hoặc nhiệt độ cao cục bộ, dẫn đến sứt mẻ cạnh của các lỗ-vi mô và gây ra các vết nứt-vi mô.
2. Điểm nóng chảy cao:
Điểm nóng chảy của molypden cao tới 2623 độ và có khả năng chống lại sự-sự phân hủy ở nhiệt độ cao; do đó, việc xử lý nó đòi hỏi mật độ năng lượng cực cao. Các tia laser thông thường, khi xử lý molypden, rất dễ gây ra vùng ảnh hưởng nhiệt lớn (HAZ), dẫn đến các khuyết tật như miệng hố hoặc cạnh răng cưa dọc theo mép cắt.
Nói tóm lại, đặc tính của molypden là cứng và chịu lửa khiến cho việc gia công vật liệu có độ chính xác cao, đặc biệt là gia công lỗ-có độ chính xác vi mô{1}}cao, đặc biệt khó khăn. Các quy trình khoan truyền thống và laser thông thường hầu hết không thể đáp ứng được yêu cầu.
Thiết bị xử lý Laser chính xác Micro & Nano
Công nghệ laser Femto giây không chỉ đơn thuần là bản nâng cấp đơn giản của laser thông thường; đúng hơn, nó thể hiện sự đột phá trong các nguyên tắc xử lý bắt nguồn từ việc không ngừng khám phá và phát triển quy mô micron. Nó đặc biệt-phù hợp với các yêu cầu về sản phẩm liên quan đến các lỗ, quá trình cắt và khắc axit-vi mô cấp micro-micron. Do đó, ngay cả khi xử lý các vật liệu khó-đối với-máy móc như molypden, tia laser femto giây vẫn có thể xử lý tác vụ một cách dễ dàng và chính xác.
Điều này là do laser femto giây hoạt động ở mức cực đoan về mật độ năng lượng, thời gian tương tác, quy mô không gian và quy mô hấp thụ năng lượng có thể kiểm soát được của vật liệu. Kết quả là, các hiệu ứng vật lý và cơ chế tương tác được sử dụng trong quá trình sản xuất về cơ bản khác với các quá trình tương tác vật liệu-laser truyền thống. Do đó, chúng cho phép gia công các lỗ micro-molypden với độ chính xác cao nhất. Cụ thể:
1. Kích thước lỗ:
Xử lý laser Femto giây đối với vật liệu molypden mỏng thường được giới hạn ở độ dày trong vòng 2 mm. Hiện tại, trong phạm vi độ dày phù hợp, laser femto giây có thể gia công đường kính lỗ tối thiểu là 3μm đối với lỗ côn và 20μm đối với lỗ thẳng đứng. Kích thước này nhỏ hơn đáng kể so với các quy trình gia công chính xác truyền thống, do đó mở rộng phạm vi ứng dụng của các lỗ-vi molypden.
2. Độ thẳng đứng của thành bên:
Laser Femto giây có thể gia công cả lỗ côn và lỗ thẳng đứng. Đặc biệt đối với các yêu cầu cụ thể, tính linh hoạt của độ côn có thể điều khiển được do laser femto giây mang lại mang lại lợi thế khác biệt, cho phép kiểm soát tốt hơn sự truyền qua của môi trường như ion, khí và chất lỏng.
3. Độ chính xác kích thước:
Laser Femto giây có thể đạt được đường kính lỗ hoặc độ chính xác cắt trong phạm vi ±1μm, một tiêu chuẩn mà laser truyền thống hoặc quy trình gia công thông thường không thể đáp ứng. Đây là một phương pháp xử lý tương đối gần với các kỹ thuật có độ chính xác ở cấp độ nanomet-như FIB (Chùm tia ion tập trung) và quang khắc, đóng vai trò là cầu nối kết nối các thang đo micromet và nanomet.
4. Chất lượng gia công:
Xử lý bằng laser Femto giây là phương pháp "cắt bỏ lạnh" (xử lý nguội), có khả năng đạt được gia công lỗ ở cấp độ micron-vi mô- micron-không có gờ, không có vết nứt-và có các thành bên nhẵn. Độ nhám của thành bên trong của các lỗ-vi mô này có thể được đảm bảo trong phạm vi Ra 0,4μm hoặc thậm chí thấp tới 0,2μm. Đặc điểm này cho phép các lỗ micro-molypden được xử lý bằng laser femto giây hoạt động vượt trội trong trường quang học, đáp ứng các yêu cầu xử lý về khẩu độ trong thiết bị hình ảnh hoặc chất bán dẫn{10}}cao cấp.