Молибден (Мо) је јединствен метални материјал. Иако генерално изгледа као неупадљив сребрно-бели метал, његова стабилна физичка и хемијска својства омогућавају му широку употребу у ситуацијама високих{2}}температура и високог{3}}напрезања. То је незаменљива сировина за индустрије као што су ваздухопловство, нуклеарна енергија, полупроводници и прецизна медицина. Сходно томе, обрада молибдена је изузетно тешка; посебно, када се изводи високо{6}}прецизна микро-машинска обрада молибдена, већина традиционалних процеса се бори да испуни захтеве.
Као -најсавременији микронски- процес прецизне обраде, фемтосекундна ласерска технологија нуди предности као што су хладна обрада (хладна аблација), рад-без стреса, независност од материјала и висока прецизност, играјући значајну улогу у микро-нано производњи у различитим областима. Конкретно, карактеристика-независна од материјала фемтосекундних ласера ефикасно решава изазов са којим се суочавају традиционални процеси приликом обраде прецизних микро-рупа у молибдену.
Шта је фемтосекундни ласер?
Фемтосекундни ласер се односи на ласер са ширином импулса на нивоу фемтосекунде. Фемтосекунда је јединица времена, где је 1 фемтосекунда=10⁻¹⁵ секунди. Ако бисмо се кретали брзином светлости, померање у 1 фемтосекунди би било 0,3 μм, што показује да је 1 фемтосекунда изузетно кратко трајање.
Другим речима, кратко трајање једног-пулса фемтосекундног ласера омогућава изузетно велику вршну снагу. Због тога може постићи тренутно уклањање циљаног материјала, што резултира ефектима машинске обраде као што су минимална зона{2}}захваћена топлотом (ХАЗ), нема прерађеног слоја и микро-пукотина.
Зашто су молибдену потребни фемтосекундни ласери?
Молибден поседује стабилне физичке и хемијске особине, што га чини широко применљивим у сценаријима високих{0}}температура и високог{1}}напрезања. Међутим, сходно томе, обрада молибдена је изузетно тешка. Конкретно:
1. Висока чврстоћа и висока тврдоћа:
Молибден је прелазни метал са веома јаким силама међуатомског везивања, што му омогућава да одржи високу чврстоћу и тврдоћу и на собној и на повишеним температурама. Због тога, у областима екстремно високих-температура и високог{2}}притиска, као што су ваздухопловство и полупроводници, молибден се често бира као сировина за млазнице. Када се традиционална механичка обрада примењује на молибден, алати за сечење или бургије су склони брзом хабању. Штавише, процес лако ствара контактно напрезање или локализоване високе температуре, што доводи до ломљења ивица микро-рупа и индукције микро-пукотина.
2. Висока тачка топљења:
Тачка топљења молибдена је чак 2623 степена и отпоран је на високо{1}}аблацију; стога је за његову обраду потребна изузетно велика густина енергије. Обични ласери, када обрађују молибден, су изузетно склони да изазову велику зону{3}}захваћену топлотом (ХАЗ), што резултира дефектима као што су кратери или ивице у облику тестера дуж ивица реза.
Укратко, карактеристике молибдена као тврдог и ватросталног чине прецизну машинску обраду материјала, посебно -прецизну микро{1}} машинску обраду рупа, изузетно тешком. Традиционални процеси бушења и обични ласери углавном нису у стању да испуне захтеве.
Опрема за микро и нано прецизну ласерску обраду
Фемтосекундна ласерска технологија није само једноставна надоградња конвенционалних ласера; него представља пробој у принципима обраде који су укорењени у континуираном истраживању и развоју микронске скале. Посебно је-погодан за захтеве производа који укључују микро рупе-микро-нивоа, сечење и гравирање. Сходно томе, чак и када се суочавају са-тешким-материјалима као што је молибден, фемтосекундни ласери могу да се носе са задатком са лакоћом и прецизношћу.
То је зато што фемтосекундни ласери раде на екстремима у смислу густине енергије, времена интеракције, просторне скале и контролне скале апсорпције енергије од стране материјала. Као резултат тога, физички ефекти и механизми интеракције који се користе током процеса производње суштински се разликују од традиционалних процеса интеракције ласерских{1}}материјала. Због тога омогућавају врхунску прецизну обраду микро- рупа од молибдена. Конкретно:
1. Величина рупе:
Фемтосекундна ласерска обрада танких материјала од молибдена је генерално ограничена на дебљину унутар 2 мм. Тренутно, унутар одговарајућег опсега дебљине, фемтосекундни ласери могу да обрађују минималне пречнике рупа од 3 μм за конусне рупе и 20 μм за вертикалне рупе. Ово је знатно мање од традиционалних процеса прецизне машинске обраде, чиме се проширује обим примене микро-рупа од молибдена.
2. Вертикалност бочног зида:
Фемтосекундни ласери могу да обрађују и конусне рупе и вертикалне рупе. Посебно за специфичне захтеве, флексибилност контролисаног конуса коју нуде фемтосекундни ласери пружа изразиту предност, омогућавајући бољу контролу над проласком медија као што су јони, гасови и течности.
3. Тачност димензија:
Фемтосекундни ласери могу постићи пречник рупе или тачност сечења унутар ±1μм, што је стандард који традиционални ласери или конвенционални процеси обраде не могу да испуне. То је метода обраде која је релативно блиска нанометарским-техникама прецизности као што су ФИБ (фокусирани јонски сноп) и фотолитографија, која служи као мост који повезује микрометарску и нанометарску скалу.
4. Квалитет обраде:
Фемтосекундна ласерска обрада је метода „хладне аблације“ (хладна обрада), која може да постигне микро-микро-обраду рупа на микронском нивоу која је без шиљака-без пукотина-и има глатке бочне зидове. Храпавост унутрашњег зида ових микро-рупа може бити загарантована унутар Ра 0,4 μм, или чак 0,2 μм. Ова карактеристика омогућава да микро-рупе од молибдена које обрађују фемтосекундни ласери буду изузетне у оптичком пољу, испуњавајући захтеве обраде за отворе у врхунској{10}}опреми за обраду слике или полупроводницима.