CN101253036A - 金属-树脂接合方法及金属-树脂复合材料、玻璃-树脂结合方法及玻璃-树脂复合材料以及陶瓷-树脂结合方法及陶瓷-树脂复合材料 - Google Patents

金属-树脂接合方法及金属-树脂复合材料、玻璃-树脂结合方法及玻璃-树脂复合材料以及陶瓷-树脂结合方法及陶瓷-树脂复合材料 Download PDF

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川人洋介
久保田修司
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Abstract

本发明提供了一种用于将金属材料、玻璃材料或陶瓷材料与树脂材料接合的方法，所述方法在它们将要应用的领域中没有限制，并且可以通过容易的程序形成坚固的接头。用于将金属材料、玻璃材料或陶瓷材料与树脂材料接合的方法的特征在于，在将金属材料、玻璃材料或陶瓷材料与树脂材料接触以接合的状态下，通过将树脂材料待接合部分加热直至在树脂材料中产生球等量直径为0.01至5.0mm的气泡的温度，进行接合。特别是，将激光束用作用于加热所述的接合部分的热源。

Description

金属-树脂接合方法及金属-树脂复合材料、玻璃-树脂结合方法及玻璃-树脂复合材料以及陶瓷-树脂结合方法及陶瓷-树脂复合材料
技术领域
本发明涉及一种用于接合金属材料和树脂材料的方法，以及具有通过该方法接合的接头的金属-树脂复合材料，并且特别涉及一种通过将金属材料和树脂材料之间的待接合部分加热至特定温度来形成坚固接头以接合金属材料和树脂材料的方法。另外，本发明还涉及一种用于玻璃-树脂接合的方法和玻璃-树脂复合材料，以及一种用于陶瓷-树脂接合的方法和陶瓷-树脂材料。
背景技术
作为用于接合金属材料和树脂材料的常规方法，示例的有使用铆钉紧固的方法和使用粘合剂的方法。铆钉紧固是物理紧固方法，该方法包括：将直径为几毫米至几十毫米的铆钉敲击进入到处于相互叠置状态下的金属材料和树脂材料中，从而穿透所述材料以固定它们。另一方面，粘合是包括经由粘合剂通过物理吸附力和化学吸附力将金属材料和树脂材料固定的方法。
对于使用激光的接合，通过焊接和沉积来接合金属材料或树脂材料的方法是实际使用的，但是金属材料和树脂材料之间的接合还仍未有效。然而，近年来，在激光树脂接合中，一种革新的接合方法已经被投入实际应用，所述方法通过将相对于激光波长透明的材料与相对于激光波长不透明的材料相互叠置，并且用激光从透明材料侧辐照该材料，从而仅熔化待接合部分。在此方法中，可以得到大的接合面积，并且可以抑制加热期间归因于树脂分解的气体产生[参见日本专利申请公开(JP-A)2003-325710、JP-A-60-214931、JP-A-2002-67165，以及第59届激光材料加工会议论文集(Proceedings of the 59th Laser Materials Processing Conference)，1-7页(2003年9月)]。
对于将金属材料和树脂材料接合存在着非常强烈的需求。这是因为，通过仅在需要部分中使用金属材料，并且用树脂材料取代剩余部分，可以得到各种优点：由于树脂材料的重量和成本不大于金属材料的重量和成本的一半，因此重量和成本可以得到大大缩减；关于优异的电和热特性的设计自由度，由于绝缘体树脂材料而得到改善；或通过将它们组合而生产新的复合功能材料。
然而，在目前的情形下，应用领域被限制在使用铆钉紧固或粘合剂的方法中，所述方法是接合金属材料和树脂材料的常规方法。铆钉紧固主要应用于大或简单的商业产品或部件，因为紧固部分具有相当大的尺寸和重量，因而部件的尺寸和重量必然增加并且设计自由度减少。另一方面，在粘合中，尺寸和重量不增加，但是存在着的技术问题在于：难以定点接合，因为粘合剂是湿的并且延展的，即待粘合的表面受限，例如在不均匀表面上的粘合强度大于在平面表面上的粘合强度；以及生产效率(productiontact)由于长的固化时间而降低，并且在生产期间难以维护和控制粘合剂的状态。在使用激光的接合中，材料的选择受到限制，因为如在树脂的接合中，必须使用相对于激光波长透明的树脂材料以及相对于激光波长不透明的树脂材料，并且在制造技术在存在的问题在于，仅从该透明树脂材料侧辐照才有效。相同的问题也存在于玻璃材料和树脂材料的接合以及陶瓷材料和树脂材料的接合中。
发明内容
本发明要解决的问题
本发明考虑到这样的常规技术问题而进行了构思，并且本发明的一个目的是提供一种用于接合金属材料和树脂材料的方法、一种用于接合玻璃材料和树脂材料的方法和一种用于接合陶瓷材料和树脂材料的方法，以及各自具有通过这样的方法接合的坚固接头的金属-树脂复合材料、玻璃-树脂复合材料和陶瓷-树脂复合材料，所述方法在它们的应用领域中没有限制，并且可以通过容易的方法形成坚固的接头。
解决问题的手段
本发明人进行了深入细致的研究以解决上述问题，并且得到下列发现。
在用于金属-树脂接合的方法中，在将金属材料和树脂材料连结的状态下，将金属材料和树脂材料之间的待接合部分加热到气体在树脂内部膨胀产生气泡的程度，所述气体归因于来自树脂材料内部的热分解。此时，归因于气泡产生的爆炸压力尽管产生于微尺寸区域内，也被施加到接头上，并且金属材料和树脂材料之间的待接合部分的温度高，从而气泡周围的树脂材料和金属材料满足了可以进行物理接合例如固着效果或经由金属氧化物的化学接合的条件，从而形成接头。此外，当树脂材料冷却和固化时，气泡温度也降低，从而降低气泡中压力并且产生吸力。金属-树脂接合由这些接合力的组合成为可能。而且，作为热源的激光的使用使得能够局部迅速加热和迅速冷却，从而可以增大与气泡产生相关的压力和吸附力，并且可以促进金属材料和树脂材料之间的接合。用于金属-树脂接合的方法同样适用于用于玻璃-树脂接合的方法以及用于陶瓷-树脂接合的方法。
更具体地，本发明包括下列(1)至(30)的构造。
(1)一种用于接合金属材料和树脂材料的方法，其特征在于，接合是通过以下方法实现的：在将金属材料与树脂材料连结的状态下，加热待接合部分至在待接合部分的树脂材料中产生气泡的温度。
(2)根据上述(1)的用于金属-树脂接合的方法，其中所述加热温度不低于树脂的软化温度，而低于金属的沸点。
(3)根据上述(1)的用于金属-树脂接合的方法，其中所述加热温度在待接合部分为200℃至1500℃。
(4)根据上述(1)至(3)中任一项的用于金属-树脂接合的方法，其中所述加热温度是树脂中的气泡不从待接合部分的附近转移的温度。
(5)根据上述(1)至(4)中任一项的用于金属-树脂接合的方法，其中在待接合部分的树脂材料中产生的气泡的球等量直径不大于5mm。
(6)根据上述(1)至(4)中任一项的用于金属-树脂接合的方法，其中在待接合部分的树脂材料中产生的气泡的球等量直径为0.01mm至1mm。
(7)根据上述(1)至(6)中任一项的用于金属-树脂接合的方法，其中所述树脂材料为热塑性树脂材料。
(8)根据上述(1)至(7)中任一项的用于金属-树脂接合的方法，其中使用激光源作为用于加热待接合部分的热源。
(9)一种金属-树脂复合材料，其特征在于，所述复合材料通过根据上述(1)至(8)中任一项的用于金属-树脂接合的方法而将金属材料和树脂材料接合而形成的接头。
(10)根据上述(9)的金属-树脂复合材料，其中在所述接头处的拉伸剪切强度不小于5MPa。
(11)一种用于接合玻璃材料和树脂材料的方法，其特征在于，接合是通过以下方法实现的：在将玻璃材料与树脂材料连结的状态下，加热待接合部分至在待接合部分的树脂材料中产生气泡的温度。
(12)根据上述(11)的用于玻璃-树脂接合的方法，其中所述加热温度不低于树脂的软化温度，而低于玻璃的沸点。
(13)根据上述(11)的用于玻璃-树脂接合的方法，其中所述加热温度在待接合部分为200℃至1500℃。
(14)根据上述(11)至(13)中任一项的用于玻璃-树脂接合的方法，其中所述加热温度是树脂中的气泡不从待接合部分的附近转移的温度。
(15)根据上述(11)至(14)中任一项的用于玻璃-树脂接合的方法，其中在待接合部分的树脂材料中产生的气泡的球等量直径不大于5mm。
(16)根据上述(11)至(14)中任一项的用于玻璃-树脂接合的方法，其中在待接合部分的树脂材料中产生的气泡的球等量直径为0.01mm至1mm。
(17)根据上述(11)至(16)中任一项的用于玻璃-树脂接合的方法，其中所述树脂材料为热塑性树脂材料。
(18)根据上述(11)至(17)中任一项的用于玻璃-树脂接合的方法，其中使用激光源作为用于加热待接合部分的热源。
(19)一种玻璃-树脂复合材料，其特征在于，所述复合材料具有通过根据上述(11)至(18)中任一项的用于玻璃-树脂接合的方法而将玻璃材料和树脂材料接合而形成的接头。
(20)根据上述(19)的玻璃-树脂复合材料，其中在所述接头处的拉伸剪切强度不小于5MPa。
(21)一种用于接合陶瓷材料和树脂材料的方法，其特征在于，接合是通过以下方法实现的：在将陶瓷材料与树脂材料连结的状态下，加热待接合部分至在此待接合部分的树脂材料中产生气泡的温度。
(22)根据上述(21)的用于陶瓷-树脂接合的方法，其中所述加热温度不低于树脂的软化温度，而低于陶瓷的沸点。
(23)根据上述(21)的用于陶瓷-树脂接合的方法，其中所述加热温度在待接合部分为200℃至1500℃。
(24)根据上述(21)至(23)中任一项的用于陶瓷-树脂接合的方法，其中所述加热温度是树脂中的气泡不从待接合部分的附近转移的温度。
(25)根据上述(21)至(24)中任一项的用于陶瓷-树脂接合的方法，其中在待接合部分的树脂材料中产生的气泡的球等量直径不大于5mm。
(26)根据上述(21)至(24)中任一项的用于陶瓷-树脂接合的方法，其中在待接合部分的树脂材料中产生的气泡的球等量直径为0.01mm至1mm。
(27)根据上述(21)至(26)中任一项的用于陶瓷-树脂接合的方法，其中所述树脂材料为热塑性树脂材料。
(28)根据上述(21)至(27)中任一项的用于陶瓷-树脂接合的方法，其中使用激光源作为用于加热待接合部分的热源。
(29)一种陶瓷-树脂复合材料，其特征在于，所述复合材料具有通过根据上述(21)至(28)中任一项的用于陶瓷-树脂接合的方法而将玻璃材料和树脂材料接合而形成的接头。
(30)根据上述(29)的陶瓷-树脂复合材料，其中在所述接头处的拉伸剪切强度不小于5MPa。
本发明的益处
本发明的接合方法实现了金属材料、玻璃材料或陶瓷材料和树脂材料之间的坚固接合。具体地，通过使用激光源、电离辐射源等作为热源来加热树脂材料内部，在树脂中产生了细小的气泡，并且该树脂具有封闭气泡的结构，从而可以增加由气泡产生而导致的压力和吸力，并且可以促进金属材料、玻璃材料或陶瓷材料和树脂材料之间的坚固接合。
另外，通过使用激光源、电离辐射源等作为热源提供了许多益处。首先，由于激光源和电离辐射源允许局部加热，因而它们可以制备小的接头。因此，具有铆钉尺寸的接头以及用于铆钉紧固的铆钉本身变得没有必要，这防止了接头变大和变重。其次，在使用粘合剂的接合方法中，由于粘合剂是湿的并且是延展的，因而难以定点接合，然而例如，激光源可以将束直径减小到微米级，因此可以得到精确和细小的接头。第三，由于在树脂材料的冷却和固化期间产生的吸附力在表面变为平面时更有利地起作用，因此还可以缓和接合表面的限制。第四，用于接合所需的激光辐照时间短于用于固化粘合剂所需的时间，并且该时间并不起着限制生产速率的步骤的作用。此外，当使用激光来实现接合时，有时可以比通过粘合剂接合的情况更可以抑制氧化和劣化的发生，这使得维护和控制相对容易。第五，通过选择穿透树脂材料的激光的波长或电离辐射源，可以从金属材料、玻璃材料或陶瓷材料侧，或从树脂材料侧，实现加热，这消除了对通过热源的加热施加方向的限制。考虑到制造技术，由于材料的设计自由度和选择自由度增加，因此这是非常有利的。事实上，在使用激光的树脂材料接合中，有时存在着仅可以从一侧辐照激光的限制。
附图简述
图1显示实施例1接合方法的构造。
图2是在实施例1接合方法中的激光辐照的初始阶段的接合过程示意图。
图3是在实施例1接合方法中的气泡产生期间的接合过程示意图。
图4是实施例1接合方法中的紧随激光辐照之后的接合过程示意图。
图5显示由实施例1接合方法形成的接头。
图6显示实施例2接合方法的构造。
图7是在实施例2接合方法中的激光辐照的初始阶段的接合过程示意图。
图8是在实施例2接合方法中的气泡产生期间的接合过程示意图。
图9是实施例2接合方法中的紧随激光辐照之后的接合过程示意图。
图10显示由实施例2接合方法形成的接头。
图11显示实施例3接合方法中的接头的表面外观。
图12是显示实施例3接合方法中的接头的拉伸剪切负荷的图。
图13是显示实施例3接合方法中的接头的拉伸剪切强度的图。
图14是实施例4接合方法中的接头的扫描电子显微镜照片。
附图中参考标记的解释
1：光纤激光振荡器
2：光纤
3：激光加工头
4：光纤激光
5：光聚焦透镜
6：工作件
7：工作件
8：夹具
9：热传递
10：工作件6和工作件7之间的边界部分
11：气泡
12：归因于气泡11的产生而产生的压力
13：吸力
14：接头
15：YAG激光振荡器
16：加工头
17：YAG激光
18：光聚焦透镜
19：工作件
20：工作件
21：热传递
22：工作件19和工作件20之间的边界部分
23：气泡
24：归因于气泡22的产生而生成的压力
25：吸力
26：接头
实施本发明的最佳方式
以下具体描述本发明。
在本发明方法中使用的金属材料的实例可以包括但不限于铁、铝、钛、铜等，及它们的合金。然而，具有低沸点的金属材料例如镁、铝及它们的合金不是优选的，因为不能对待接合部分输入足够的热量。在本发明中，特别优选的是其中可以将待接合部分迅速加热到高温的、由碳钢、不锈钢、钛合金等制成的金属材料。优选的是其上已经实现了用于增加与树脂材料的接合力的表面处理的金属材料。此外，在奥氏体不锈钢SUS304的情况下，已经公认的是，在具有未抛光表面的接受材料中可以得到高强度的接头，并且作为由本发明人所进行的实验的结果，待接合的金属材料的表面粗糙度在一些情况下对接头的接合强度影响很小。对金属材料的厚度没有特别限制，并且该金属材料可以是厚度不小于0.1mm，进一步厚度不小于1mm，并且再进一步厚度不小于3mm的金属材料。
至于在本发明的方法中使用的玻璃材料，考虑到基于化学组分的分类而示例如下。即，实例可以包括但不限于：由硅酸、苏打灰和石灰制成的“钠玻璃”、由硅酸、碳酸钙和氧化铅制成的“铅玻璃”、由硅酸、硼酸和苏打灰制成的“硼硅玻璃”等。对玻璃材料的厚度没有特别限制，并且该玻璃材料可以是厚度不小于0.1mm，进一步厚度不小于1mm，并且再进一步厚度不小于3mm的玻璃材料。
至于在本发明的方法中使用的陶瓷材料，考虑到组成而示例如下。即，实例可以包括但不限于：氧化物-类材料例如氧化铝和氧化锆、碳化物-类材料例如碳化硅(silicic carbide)、氮化物-类材料例如氮化硅，以及其它的碳酸盐-类、磷酸盐-类、氢氧化物-类、卤化物-类以及元素-类材料。对陶瓷材料的厚度没有特别限制，并且该陶瓷材料可以是厚度不小于0.1mm，进一步厚度不小于1mm，并且再进一步厚度不小于3mm的玻璃材料。
在本发明的方法中使用的树脂材料必须是在热源下流化的树脂和/或树脂前体。待使用的树脂的具体种类可以包括：热塑性树脂，例如，聚酰胺树脂(PA)例如尼龙6(PA6)和尼龙66(PA66)；聚酯类树脂，例如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)和聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)；聚碳酸酯(PC)树脂；苯乙烯树脂，例如聚苯乙烯和ABS；丙烯酸类树脂(PAMM等)等。具体地，在主链、侧链和/或末端中具有极性基团或可与金属反应的基团的树脂材料是优选的，并且在侧链和/或末端中具有极性基团例如羧酸基团和磺酸金属盐基团或与金属反应的基团的聚酰胺树脂(PA)、聚酯类树脂、聚碳酸酯(PC)、苯乙烯树脂和丙烯酸类树脂是优选的。具体地，在主链、侧链和/或末端中包含含有极性基团或与金属、玻璃或陶瓷反应的基团的非晶树脂的树脂材料是优选的。此外，树脂材料优选在构成原子中包含氧，因为该材料可以容易地与金属、玻璃或陶瓷表面上的氧化物形成化学键，以提供高的接合强度。另外，在本发明中使用的树脂材料可以任选包含加强纤维例如玻璃纤维和碳纤维、着色材料、热稳定剂、光稳定剂等。
而且，在本发明方法中使用的树脂材料必须是通过加热，特别是通过使用激光源、电离辐射源等加热产生气泡的树脂材料。例如，使用归因于通过加热已经吸收了湿气的树脂材料中的湿气而导致的气体产生体，或归因于通过树脂材料在高温下的分解而导致的气体产生而产生气泡的树脂材料。对树脂材料的厚度没有具体限制，并且该树脂材料可以是厚度不小于0.1mm，进一步厚度不小于1mm，并且再进一步厚度不小于3mm的树脂材料中的一种。
在本发明的方法中，可以在将金属材料、玻璃材料或陶瓷材料与树脂材料连结的状态下，通过激光、电离辐射等加热待接合部分来将所述的材料坚固接合。在待接合部分的加热温度必须是在树脂材料的内部中产生细小气泡的温度，具体地，在待接合部分不低于树脂的软化温度，而低于该金属、玻璃或陶瓷的沸点，并且优选为200℃至1500℃。此外，加热温度优选不是树脂中的气泡从接头附近转移的这样的高温。这是因为，当树脂中的气泡转移时，不能预期通过归因于在待接合部分的气泡产生和热量所导致的压力的接合。另外，考虑到结合强度和外观，在待接合部分的树脂中加热时产生的气泡的球等量直径的上限不大于5mm，优选不大于3mm，更优选不大于1mm，并且特别优选不大于0.5mm。考虑到接合强度，下限不小于0.0001mm，优选不小于0.001mm，并且更优选不小于0.01mm。
作为用于在本发明方法中使用的待接合部分的热源，优选是激光源、电离辐射源等。作为激光源，可以使用例如YAG激光器、光纤激光器、激光二极管、二氧化碳气体激光器等。作为电离辐射源，可以使用例如电子束、γ-射线、X-射线等，并且电子束是特别优选的。另外，可以通过连续辐照或脉冲辐照，进行通过这些热源的辐照。
当使用激光源时，可以根据预期的目的来合适地设定辐照的条件，例如激光的功率、功率密度、加工速度(移动速度)、和散焦距离。例如，激光的功率密度优选为1W/mm2至10kW/mm2。另外，优选设定条件，在该条件下，仅在金属材料、玻璃材料或陶瓷材料和树脂材料之间的接合表面附近的树脂材料中产生细小的气泡。具体地，当增大激光功率时，待接合部分处的温度升高，随后的冷却被延迟并且树脂中产生的气泡变大，而当功率减小时，在树脂没有产生气泡或气泡被极大地减小，并且接合强度降低。接合强度是通过使得能够迅速产生适合尺寸的气泡，从而可以将熔融状态中的树脂紧密地粘合到金属、玻璃或陶瓷的表面而提高的。另外，通过增加激光的散焦距离，功率密度减小，从而可以辐照覆盖这样的距离的高功率激光，这导致了在宽范围条件下的良好接合和容易控制。而且，通过提高激光的移动速度，加宽了其中可以得到优选接合的激光功率的范围，这导致容易控制。此外，在将金属材料、玻璃材料或陶瓷材料与树脂材料连结的情况下，可以通过从金属材料、玻璃材料或陶瓷材料侧或从树脂材料侧的方向上辐照激光来形成坚固的接合。
在本发明方法中，在将金属材料、玻璃材料或陶瓷材料与树脂材料连结的情况下，通过加热金属材料、玻璃材料或陶瓷材料与树脂材料之间的待接合部分，使通过来自树脂材料的内部的热分解产生的气体膨胀，从而在树脂的内部中产生细小的气泡。虽然原理不清楚，但是相信，在与待接合部分的高温的金属材料、玻璃材料或陶瓷材料与树脂材料相结合的此情况下，与气泡产生相关的爆炸压力被施加到微尺寸区域中的待接合部分，从而使得气泡附近的树脂材料和金属材料、玻璃材料或陶瓷材料满足了这样的条件，从而形成接头，在所述条件上，能够通过物理接合力例如固着效果和/或经由该金属、玻璃或陶瓷上的氧化物的化学接合力将金属材料、玻璃材料或陶瓷材料与树脂材料接合。另外，当将树脂材料冷却和固化时，气泡的温度也降低，从而降低气泡中的压力并且产生吸力。这些接合力的组合使金属、玻璃或陶瓷与树脂之间的坚固接合得以实现。而且，作为热源的激光的使用使得可以局部迅速加热和迅速冷却，可以增大与气泡生成相关的压力和吸力，并且可以促进金属材料、玻璃材料或陶瓷材料与树脂材料之间的接合。其中已经根据本发明方法接合了金属材料、玻璃材料或陶瓷材料与树脂材料的复合材料可以拥有坚固的接头，所述接头具有不小于1MPa，更特别地，不小于5MPa，并且更特别地，不小于10MPa的拉伸剪切强度。
实施例
以下，通过实施例具体描述本发明方法。然而，本发明并不以任何方式受限于这些实施例。
对于在实施例中测量的金属材料、玻璃材料或陶瓷材料与树脂材料之间的接头的物理特性的测量步骤显示如下。
1.在接头处的温度
在接头处的温度通过使用R(铂-铂铑：Pt-Pt 13％铑)或K(镍铝-镍铬)热电偶实际测量在金属、玻璃或陶瓷侧的接头的表面温度而得到。
2.在接头处的气泡的球等量直径
使用立体显微镜观察和测量气泡。使用立体显微镜观察接头并且拍摄照片(将照片扫描入计算机显示器中)。另外，还将标准尺寸(0.1mm、0.5mm和1mm)进行观察并且扫描入计算机显示器中。由通过采用对比气泡和标准尺寸的图像分析，测量每一个空气气泡的球等量直径。
3.接头的接合强度(拉伸剪切强度和断裂状态)
制备金属材料片和树脂材料片(各自具有70mm的长度×30mm的宽度×(参见下列内容)厚度)。通过以下方法制备用于拉伸剪切试验的试验片：将两片相互叠置，并且将70mm长度的50mm接合，而留下20mm作为拉伸试验用夹持部分。用拉伸试验机(最大载荷：1吨)的上和下夹头夹住金属材料、玻璃材料或陶瓷材料与树脂材料的试验用夹持部分(各自10mm)。以5mm/分钟的速度相互牵拉该材料，得到载荷-伸长率曲线，并且测量被认为是拉伸剪切强度的断裂时最大载荷。此外，在测量期间，还观察在树脂材料除接头外的主体材料(body material)发生的断裂(在主体材料的断裂)或在接头处发生的断裂(在接头处的断裂)。显示的是，在除接头外的主体材料发生断裂(在主体材料的断裂)的情况下，接头强度极高。
[实施例1]
以下，通过参考附图描述本发明的实施例。
图1是显示实施例1用于金属-树脂接合的方法的构造的图。如图1中所示，从光纤激光振荡器1经由光纤2将波长为1090nm的光纤激光4引到激光加工头3，并且由焦点距离为80mm的光聚焦透镜5聚焦。在离开该透镜的方向上、离开焦点中的位置15mm的位置，将作为工作件6的金属材料(纯钛)和作为工作件7的树脂材料(聚碳酸酯，“Novaflex 7025IR”，由三菱工程塑料株式会社(Mitsubishi Engineering-Plastics Corporation)制造，玻璃化转变温度＝150℃(Tmg与DSC法JIS K 7121一致)，在目录值(catalogue value)的载荷下的载荷挠曲温度＝129℃(载荷：1.80MPa)/142℃(载荷：0.45MPa)，与ISO 75-1、75-2一致)相互叠置并且用夹具8固定，在功率为30W的激光4辐照期间以3mm/s的移动速度移动。在此期间，工作件7即聚碳酸酯被安置在光聚焦透镜5侧(在热源侧)。工作件6即纯钛是厚度为1mm的片的形式，而工作件7即聚碳酸酯是厚度为0.5mm的片的形式。当激光4辐照到工作件7时，如图2中所示，激光4穿过工作件7并且主要加热相对于激光4波长具有高吸收率的工作件6即纯钛，从而通过从工作件6至工作件7的热传递9，加热工作件6和工作件7之间的边界部分10及其周围。结果，如图3中所示，在工作件7的聚碳酸酯的内部中发生热分解并且产生气体，从而形成气泡11。在此期间，归因于气泡11的产生而产生了压力12。而且，工作件6的金属材料被加热至低于沸点，而工作件7的树脂材料被加热至不低于软化温度。通过这两种因素，工作件7的树脂材料和工作件6的金属材料在气泡11周围满足了能够进行物理接合例如固着效果或经由金属氧化物的化学接合的条件，从而形成接头。另外，当停止激光4的辐照时，气泡11迅速冷却，压力12降低，并且如图4中所示，产生吸引工作件6的钛的力13。如图5中所示，将这些接合力组合以形成金属-树脂接头14。金属-树脂接头14的特征在于在接头处具有气泡11(球等量直径：约0.01至1mm)。另外，研究该接头的接合强度和断裂状态。断裂发生在主体材料部分而非树脂材料的接头，而拉伸剪切强度为23MPa。
[实施例2]
图6是显示实施例2用于金属-树脂接合的方法的构造的图。如图6中所示，从YAG激光振荡器15经由光纤2将波长为1064nm的YAG激光17引到激光加工头16，并且由焦点距离为200mm的光聚焦透镜18聚焦。在离开该透镜的方向上、离开焦点中的位置30mm的位置，将作为工作件19的金属材料(不锈钢SUS 304)和作为工作件20的树脂材料(PA12非晶聚酰胺，“T-714H”，由东洋纺织株式会社(Toyobo Co.，Ltd.)制造，玻璃化转变温度＝160℃(Tmg与DSC法JIS K 7121一致)，在载荷下的载荷挠曲温度＝130℃(载荷：1.80MPa)/145℃(载荷：0.45MPa)，与ISO 75-1、75-2一致)相互叠置并且用夹具8固定，在功率为1000W的激光辐照期间以30mm/s的移动速度移动。在此期间，工作件19即金属材料不锈钢SUS 304被安置在光聚焦透镜18侧。不锈钢SUS 304工作件19是厚度为3mm的片的形式，而工作件20即T-714H是厚度为2mm的片的形式。当激光17辐照到工作件19时，如图7中所示，激光17由工作件19即不锈钢SUS 304所吸收，从而通过热传递21加热工作件19和工作件20之间的边界部分22及其周围。结果，如图8中所示，通过在工作件20的T-714H的内部中产生的气体而形成气泡23。在此期间，归因于气泡23的产生而产生了压力24。而且，工作件19的金属材料被加热至低于沸点，而工作件20的树脂材料被加热至不低于软化温度。通过这两种因素，工作件20的树脂材料和工作件19的金属材料在气泡23周围满足了可以进行物理接合例如固着效果或经由金属氧化物的化学接合的条件，从而形成接头。另外，当停止激光17的辐照时，气泡23迅速冷却，压力24降低，并且如图9中所示，产生吸引工作件19的不锈钢SUS 304的力25。如图10中所示，将这些接合力组合以形成金属-树脂接头25。金属-树脂接头25的特征在于在接头处具有气泡23(球等量直径：约0.01至3mm)。另外，研究该接头的接合强度和断裂状态。断裂发生在主体材料部分而非树脂材料的接头，而拉伸剪切强度为21MPa。
[实施例3]
在下列条件下，以与实施例1的方法相类似的方法加热金属材料和树脂材料的待接合部分。在改变激光功率的同时，观察在接点处的表面外观和气泡状态，并且还测量该接头的拉伸剪切载荷和拉伸剪切强度。
金属材料：不锈钢SUS 304片(厚度：2mm)
树脂材料：PA12非晶聚酰胺片(“T-714H”，由东洋纺织株式会社制造)(厚度：2mm)
处于热源侧的材料：树脂材料
热源：YAG激光器
功率(在0至1000W之间变化)
散焦距离：20mm(束直径：5mm)
移动速度：10mm/s
当激光功率改变时的接头的表面外观(功率：110W、300W、560W和850W)显示于图11中。如从图11显然的是，在110W的激光功率下，树脂材料的气泡开始产生，并且当增加功率时，在300W以上产生球定量直径为0.01mm至0.5mm的气泡，然后随着功率增大，此气泡变大。在其中产生了气泡的全部接头中，确认了树脂材料和金属材料之间的接合。
此外，在图12和13中显示了各自显示当激光功率在0至1000W之间变化时，拉伸剪切载荷和在接头处的拉伸剪切强度的图。如从图12和13显然的是，在几乎不产生气泡的低激光功率的情况下，拉伸剪切载荷和在接头处的拉伸剪切强度都低，然而当随激光功率的增加而产生中等尺寸的气泡时，在接头处得到极高的拉伸剪切强度。然而，当激光功率过高时，气泡变大，并且拉伸剪切强度相反降低。另外，如图12中所示，在拉伸剪切强度测量试验中，其中产生了中等尺寸气泡的接头显示了在主体材料的断裂，而其中气泡产生不足的接头或其中气泡变大的接头显示了在接头处的断裂。处于各个激光功率的接头的拉伸剪切强度显示于表1中。
第二，为了确认金属材料和树脂材料之间的接合现象，使用金属显微镜拍摄当通过改变激光功率来改变待接合部分的温度时，在待接合部分的树脂材料的状态。当待接合部分的表面温度为570℃时，在树脂中可以确认少量的气泡(球等量直径：0.01至0.1mm)；在790℃时，在树脂中产生中等尺寸的气泡(球等量直径：0.02至1.5mm)；并且在1200℃时，确认树脂中的气泡进一步变大(球等量直径：0.02至2.0mm)并且释放气体。另外，在这些温度中，当进行加热以达到790℃时，形成最坚固的接头(拉伸剪切强度22MPa)。因此，可以理解的是，通过激光迅速加热至高温以及归因于塑料分解的高压产生对于在金属材料和树脂材料之间形成坚固的接头是必要的，并且对于避免由于气泡增大而降低压力也是重要的。
[表1]
YAG激光功率(W)     110     300   560    850
待接合部分的温度(℃)     570     790   1200    ＞1300
气泡的球等量直径(mm)     0.01-0.1     0.02-1.5   0.02-2.0    0.02-3.0
拉伸剪切强度(MPa)     10     22   4    3
[实施例4]
在下列条件下，以与实施例1的方法相类似的方法加热金属材料和树脂材料之间的待接合部分。使用扫描电子显微镜拍摄这些材料之间的接头的照片。
金属材料：不锈钢SUS 304片(厚度：2mm)
树脂材料：聚碳酸酯(“Novaflex 7025IR”，由三菱工程塑料株式会社制造)(厚度：0.5mm)
处于热源侧的材料：树脂材料
热源：YAG激光器
功率：750W
散焦距离：30mm(束直径：7mm)
移动速度：10mm/s
在接头的树脂中的气泡：0.01mm至0.3mm(球等量直径)
接头的拉伸剪切强度：20MPa
接头的照片显示于图14中。如从图14显然的是，通过使用激光源加热金属材料和树脂材料之间的接头以允许在树脂材料的内部中产生气泡，这些材料可以在微米级被紧密接合。
[实施例5]
在下列条件下，以与实施例1的方法相类似的方法加热金属材料和树脂材料之间的待接合部分，并且测量在这些材料之间的接头的拉伸剪切强度。
金属材料：不锈钢SUS 304片(厚度：2mm)
树脂材料：PA12非晶聚酰胺片(“T-714H”，由东洋纺织株式会社制造)(厚度：2mm)
处于热源侧的材料：树脂材料
热源：激光二极管
功率：200W
矩形束形状：1mm×7mm
移动速度：2.5mm/s(移动至其中接头的宽度加宽的方向)
在接头的树脂中的气泡：0.01mm至0.3mm(球等量直径)
接头的拉伸剪切强度：50MPa
[实施例6]
在下列条件下，以与实施例1的方法相类似的方法加热金属材料和树脂材料之间的待接合部分。测量这些材料之间的接头的气泡产生状态以及该气泡的球等量直径，并且观察在拉伸剪切强度试验期间的接头的断裂状态(在主体材料的断裂或在接头处的断裂)。结果显示于表2中。
金属材料：不锈钢SUS 304片(厚度：2mm)
通过对树脂材料的更改而使用下列材料(厚度2mm)：
尼龙6(NY6)：Toyobo nylon T-800(由东洋纺织株式会社制造)
尼龙12(NY12)：Daiamide L1801(由Daicel-Huls有限公司制造)
聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)：ToughTech PBT N1000(由三菱人造丝有限公司(Mitsubishi Rayon Co.Ltd.)制造)
聚芳酯(polyarylate)(PAR)：U-Polymer U1000(由尤尼基卡有限公司(Unitika，Ltd.)制造)
处于热源侧的材料：树脂材料
热源：YAG激光器
功率：650W
散焦距离：20mm(束直径：5mm)
移动速度：10mm/s
如表2中所示，在全部的树脂材料尼龙6、尼龙12、聚对苯二甲酸丁二醇酯和聚芳酯中，产生了中等尺寸的气泡，与金属材料的接合强度强，并且在接头的拉伸剪切强度试验期间，断裂发生在树脂的主体材料部分而非接头处。
[表2]
树脂材料   NY6   NY12   PBT   PAR
气泡的产生   是 是 是   是
气泡的球等量直径(mm) 0.05-1.0 0.01-0.3 0.03-1.0 0.01-0.5
接头的断裂条件   在主体材料的断裂   在主体材料的断裂   在主体材料的断裂   在主体材料的断裂
[实施例7]
显示用于实施例7的玻璃-树脂接合方法的构造和过程的图与实施例1的图1至5相同，并且通过参考这些图描述此实施例。如图1中所示，从光纤激光振荡器1经由光纤2将波长为1090nm的光纤激光4引到激光加工头3，并且由焦点距离为80mm的光聚焦透镜5聚焦。在离开该透镜的方向上、离开焦点中的位置5mm的位置，将作为工作件6的玻璃材料(由钠玻璃制成的浮法玻璃片)和作为工作件7的树脂材料(聚碳酸酯，“Novaflex 7025IR”，由三菱工程塑料株式会社制造，玻璃化转变温度＝150℃(Tmg与DSC法JIS K 7121一致)，在目录值的载荷下的载荷挠曲温度＝129℃(载荷：1.80MPa)/142℃(载荷：0.45MPa)，与ISO 75-1、75-2一致)相互叠置并且用夹具8固定，在功率为30W的激光4辐照期间以3mm/s的移动速度移动。在此期间，工作件7即聚碳酸酯被安置在光聚焦透镜5侧。工作件6即玻璃材料是厚度为3mm的片的形式，而工作件7即聚碳酸酯是厚度为0.5mm的片的形式。当激光4辐照到工作件7时，如图2中所示，激光4穿过工作件7并且主要加热相对于激光4波长具有高的吸收率的玻璃材料工作件6，从而通过从工作件6至工作件7的热传递9加热工作件6和工作件7之间的边界部分10及其周围。结果，如图3中所示，在工作件7的聚碳酸酯的内部中发生热分解并且产生气体，从而形成气泡11。在此期间，归因于气泡11的产生而产生了压力12。而且，工作件6的玻璃材料被加热至低于沸点，而工作件7中的树脂材料被加热至不低于软化温度。通过这两种因素，工作件7的树脂材料和工作件6的玻璃材料在气泡11周围满足了可以进行物理接合例如固着效果或经由玻璃氧化物的化学接合的条件，从而形成接头。另外，当停止激光4的辐照时，气泡11迅速冷却，压力12降低，并且如图4中所示，产生吸引工作件6的玻璃材料的力13。如图5中所示，将这些接合力组合以形成玻璃-树脂接头14。玻璃-树脂接头14的特征在于在接头及它的周围具有气泡11(球等量直径：约0.01至1mm)。另外，研究该接头的接合强度和断裂状态。断裂发生在该接头中的树脂材料的主体材料部分，而拉伸剪切强度不小于5MPa。
[实施例8]
显示用于实施例8的玻璃-树脂接合方法的构造和过程的图与实施例2的图6至10相同，并且通过参考这些图描述此实施例。如图6中所示，从YAG激光振荡器15经由光纤2将波长为1064nm的YAG激光17引到激光加工头16，并且由焦点距离为200mm的光聚焦透镜18聚焦。在离开该透镜的方向上、离开焦点中的位置10mm的位置，将作为工作件19的玻璃材料(由钠玻璃制成的浮法玻璃片)和作为工作件20的树脂材料(PA12非晶聚酰胺，“T-714H”，由东洋纺织株式会社制造，玻璃化转变温度＝160℃(Tmg与DSC法JIS K 7121一致)，在载荷下的载荷挠曲温度＝130℃(载荷：1.80MPa)/145℃(载荷：0.45MPa)，与ISO 75-1、75-2一致)相互叠置并且用夹具8固定，在功率为1000W的激光辐照期间以30mm/s的移动速度移动。在此期间，玻璃材料工作件19被安置在光聚焦透镜18侧。工作件19即玻璃材料是厚度为3mm的片的形式，而工作件20即T-714H是厚度为2mm的片的形式。当激光17辐照到工作件19时，如图7中所示，激光17由玻璃材料工作件19所吸收，从而通过热传递21加热工作件19和工作件20之间的边界部分22及其周围。结果，如图8中所示，通过在工作件20的T-714H的内部中产生的气体而形成气泡23。在此期间，归因于气泡23的产生而产生了压力24。而且，工作件19的玻璃材料被加热至低于沸点，而工作件20的树脂材料被加热至不低于软化温度。通过这两种因素，工作件20的树脂材料和工作件19的玻璃材料在气泡23周围满足了可以进行物理接合例如固着效果或经由玻璃氧化物的化学接合的条件，从而形成接头。另外，当停止激光17的辐照时，气泡23迅速冷却，压力24降低，并且如图9中所示，产生吸引工作件19的玻璃材料的力25。如图10中所示，将这些接合力组合以形成玻璃-树脂接头25。玻璃-树脂接头25的特征在于在接头及它的周围具有气泡23(球等量直径：约0.01至3mm)。另外，研究该接头的接合强度和断裂状态。断裂发生在该接头中的树脂材料的主体材料部分，而拉伸剪切强度不小于5MPa。
[实施例9]
显示用于实施例9的陶瓷-树脂接合方法的构造和过程的图与实施例1的图1至5相同，并且通过参考这些图描述此实施例。如图1中所示，从光纤激光振荡器1经由光纤2将波长为1090nm的光纤激光4引到激光加工头3，并且由焦点距离为80mm的光聚焦透镜5聚焦。在离开该透镜的方向上、离开焦点中的位置20mm的位置，将作为工作件6的陶瓷材料(氧化物类氧化铝(Al2O3)制成的片)和作为工作件7的树脂材料(聚碳酸酯，“Novaflex 7025IR”，由三菱工程塑料株式会社制造，玻璃化转变温度＝150℃(Tmg与DSC法JIS K 7121一致)，在目录值的载荷下的载荷挠曲温度＝129℃(载荷：1.80MPa)/142℃(载荷：0.45MPa)，与ISO 75-1、75-2一致)相互叠置并且用夹具8固定，在功率为30W的激光4辐照期间以3mm/s的移动速度移动。在此期间，工作件7即聚碳酸酯被安置在光聚焦透镜5侧。工作件6即陶瓷材料是厚度为1mm的片的形式，而工作件7即聚碳酸酯是厚度为0.5mm的片的形式。当激光4辐照到工作件7时，如图2中所示，激光4穿过工作件7并且主要加热相对于激光4波长具有高的吸收率的陶瓷材料工作件6，从而通过从工作件6至工作件7的热传递9加热工作件6和工作件7之间的边界部分10及其周围。结果，如图3中所示，在工作件7的聚碳酸酯的内部中发生热分解并且产生气体，从而形成气泡11。在此期间，归因于气泡11的产生而产生了压力12。而且，工作件6的陶瓷材料被加热至低于沸点，而工作件7的树脂材料被加热至不低于软化温度。通过这两种因素，工作件7的树脂材料和工作件6的陶瓷材料在气泡11周围满足了可以进行物理接合例如固着效果或经由陶瓷氧化物的化学接合的条件，从而形成接头。另外，当停止激光4的辐照时，气泡11迅速冷却，压力12降低，并且如图4中所示，产生吸引工作件6的陶瓷材料的力13。如图5中所示，将这些接合力组合以形成陶瓷-树脂接头14。陶瓷-树脂接头14的特征在于在接头及它的周围具有气泡11(球等量直径：约0.01至1mm)。另外，研究该接头的接合强度和断裂状态。断裂发生在该接头中的树脂材料的主体材料部分，而拉伸剪切强度不小于5MPa。
[实施例10]
显示用于实施例10的陶瓷-树脂接合方法的构造和过程的图与实施例2的图6至10相同，并且通过参考这些图描述此实施例。如图6中所示，从YAG激光振荡器15经由光纤2将波长为1064nm的YAG激光17引到激光加工头16，并且由焦点距离为200mm的光聚焦透镜18聚焦。在离开该透镜的方向上、离开焦点中的位置30mm的位置，将作为工作件19的陶瓷材料(由氧化物类氧化铝(Al2O3)制成的片)和作为工作件20的树脂材料(PA12非晶聚酰胺，“T-714H”，由东洋纺织株式会社制造，玻璃化转变温度＝160℃(Tmg与DSC法JIS K 7121一致)，在载荷下的载荷挠曲温度＝130℃(载荷：1.80MPa)/145℃(载荷：0.45MPa)，与ISO 75-1、75-2一致)相互叠置并且用夹具8固定，在功率为1000W的激光辐照期间以30mm/s的移动速度移动。在此期间，陶瓷材料工作件19被安置在光聚焦透镜18侧。工作件19即陶瓷材料是厚度为3mm的片的形式，而工作件20即T-714H是以厚度为2mm的片的形式。当激光17辐照到工作件19时，如图7中所示，激光17由陶瓷材料工作件19所吸收，从而通过热传递21加热工作件19和工作件20之间的边界部分22及其周围。结果，如图8中所示，通过在工作件20的T-714H的内部中产生的气体而形成气泡23。在此期间，归因于气泡23的产生而产生了压力24。而且，工作件19的陶瓷材料被加热至低于沸点，而工作件20的树脂材料被加热至不低于软化温度。通过这两种因素，工作件20的树脂材料和工作件19的陶瓷材料在气泡23周围满足了可以进行物理接合例如固着效果或经由陶瓷氧化物的化学接合的条件，从而形成接头。另外，当停止激光17的辐照时，气泡23迅速冷却，压力24降低，并且如图9中所示，产生吸引工作件19的陶瓷材料的力25。如图10中所示，将这些接合力组合以形成陶瓷-树脂接头25。陶瓷-树脂接头25的特征在于在接头及它的周围具有气泡23(球等量直径：约0.01至2mm)。另外，研究该接头的接合强度和断裂状态。断裂发生在该接头中的树脂材料的主体材料部分，而拉伸剪切强度不小于5MPa。
工业实用性
通过使用根据本发明的用于接合的方法，在金属材料、玻璃材料或陶瓷材料与树脂材料之间的坚固接合是可能的。另外，通过使用激光源、电离辐射源等作为热源，存在许多益处，例如(1)可以制备小的接头；(2)可以实现微米级的精确和细小的接合；(3)还可以实现在大面积上的接合；(4)可以在短时间内实现接合；(5)有时可以抑制归因于粘合剂导致的金属的氧化和劣化；以及(6)可以从金属材料、玻璃材料或陶瓷材料侧，或从树脂材料侧实现加热，并且增加材料的选择与设计的自由度，这对于在电子、汽车等领域中生产金属、玻璃或陶瓷和树脂的复合材料提供了益处。具体地，当使用本发明的方法时，由于金属材料、玻璃材料或陶瓷材料与树脂材料之间的接合力大，本方法还可以用于接合各自具有不小于1.0mm厚度，更具体地不小于3.0mm厚度的厚材料。

Claims (30)

1.一种用于将金属材料与树脂材料接合的方法，其特征在于，接合是通过在将金属材料与树脂材料连结的状态下，将待接合部分加热至在待接合部分的树脂材料中产生气泡的温度而实现的。
2.根据权利要求1所述的用于金属-树脂接合的方法，其中所述加热温度不低于所述树脂的软化温度，而低于所述金属的沸点。
3.根据权利要求1所述的用于金属-树脂接合的方法，其中所述加热温度在待接合部分是200℃至1500℃。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的用于金属-树脂接合的方法，其中所述加热温度是树脂中的气泡不从待接合部分的附近转移的温度。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的用于金属-树脂接合的方法，其中在待接合部分的树脂材料中产生的气泡的球等量直径不大于5mm。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的用于金属-树脂接合的方法，其中在待接合部分的树脂材料中产生的气泡的球等量直径为0.01mm至1mm。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的用于金属-树脂接合的方法，其中所述树脂材料为热塑性树脂材料。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的用于金属-树脂接合的方法，其中将激光源用作用于加热待接合部分的热源。
9.一种金属-树脂复合材料，其特征在于，所述复合材料具有通过根据权利要求1至8中任一项所述的用于金属-树脂接合的方法而将金属材料与树脂材料接合所形成的接头。
10.根据权利要求9所述的金属-树脂复合材料，其中在所述接头处的拉伸剪切强度不小于5MPa。
11.一种用于将玻璃材料与树脂材料接合的方法，其特征在于，接合是通过在将玻璃材料与树脂材料连结的状态下，将待接合部分加热至在待接合部分的树脂材料中产生气泡的温度而实现的。
12.根据权利要求11所述的用于玻璃-树脂接合的方法，其中所述加热温度不低于所述树脂的软化温度，而低于所述玻璃的沸点。
13.根据权利要求11所述的用于玻璃-树脂接合的方法，其中所述加热温度在待接合部分是200℃至1500℃。
14.根据权利要求11至13中任一项所述的用于玻璃-树脂接合的方法，其中所述加热温度是树脂中的气泡不从待接合部分的附近转移的温度。
15.根据权利要求11至14中任一项所述的用于玻璃-树脂接合的方法，其中在待接合部分的树脂材料中产生的气泡的球等量直径不大于5mm。
16.根据权利要求11至14中任一项所述的用于玻璃-树脂接合的方法，其中在待接合部分的树脂材料中产生的气泡的球等量直径为0.01mm至1mm。
17.根据权利要求11至16中任一项所述的用于玻璃-树脂接合的方法，其中所述树脂材料为热塑性树脂材料。
18.根据权利要求11至17中任一项所述的用于玻璃-树脂接合的方法，其中将激光源用作用于加热待接合部分的热源。
19.一种玻璃-树脂复合材料，其特征在于，所述复合材料具有通过根据权利要求11至18中任一项所述的用于玻璃-树脂接合的方法而将玻璃材料与树脂材料接合所形成的接头。
20.根据权利要求19所述的玻璃-树脂复合材料，其中在所述接头处的拉伸剪切强度不小于5MPa。
21.一种用于将陶瓷材料与树脂材料接合的方法，其特征在于，接合是通过在将陶瓷材料与树脂材料连结的状态下，将待接合部分加热至在待接合部分的树脂材料中产生气泡的温度而实现的。
22.根据权利要求21所述的用于陶瓷-树脂接合的方法，其中所述加热温度不低于所述树脂的软化温度，而低于所述陶瓷的沸点。
23.根据权利要求21所述的用于陶瓷-树脂接合的方法，其中所述加热温度在待接合部分是200℃至1500℃。
24.根据权利要求21至23中任一项所述的用于陶瓷-树脂接合的方法，其中所述加热温度是树脂中的气泡不从待接合部分的附近转移的温度。
25.根据权利要求21至24中任一项所述的用于陶瓷-树脂接合的方法，其中在待接合部分的树脂材料中产生的气泡的球等量直径不大于5mm 。
26.根据权利要求21至24中任一项所述的用于陶瓷-树脂接合的方法，其中在待接合部分的树脂材料中产生的气泡的球等量直径为0.01mm至1mm。
27.根据权利要求21至26中任一项所述的用于陶瓷-树脂接合的方法，其中所述树脂材料为热塑性树脂材料。
28.根据权利要求21至27中任一项所述的用于陶瓷-树脂接合的方法，其中将激光源用作用于加热待接合部分的热源。
29.一种陶瓷-树脂复合材料，其特征在于，所述复合材料具有通过根据权利要求21至28中任一项所述的用于陶瓷-树脂接合的方法而将陶瓷材料与树脂材料接合所形成的接头。
30.根据权利要求29所述的陶瓷-树脂复合材料，其中在所述接头处的拉伸剪切强度不小于5MPa。
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