CN112404728A - 连接件、装置、激光设备及制备方法 - Google Patents

Abstract

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。

Description

连接件、装置、激光设备及制备方法

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。

一种装置，包含所述连接件。

一种激光设备，用于结合非金属体与第一合金，所述非金属体包含第一面，所述第一面上设置复合物层，所述复合物层包含第二合金，所述复合物层背离所述第一面的一侧设置有第一合金的粉末，所述激光设备包含：

激光器；以及

控制器，与所述激光器耦接，用于控制所述激光器朝向所述粉末发射激光，以熔化所述粉末、至少部分所述复合物层及至少部分所述非金属体形成结合层。

进一步地，其中所述复合物层包含氧化层。

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。

进一步地，其中所述粉末为球形或类球形，粒径为15μm-53μm。

进一步地，所述控制器进一步包含发射路径集，所述激光按至少一条所述发射路径集中的发射路径发射。

进一步地，其中所述发射路径集包含第一发射路径及第二发射路径，所述第二发射路径与所述第一发射路径的夹角为40°-80°。

一种连接件的制备方法，所述非金属体包含第一面，所述第一面上设置复合物层，所述复合物层包含第二合金，所述结合方法包含以下步骤：

在所述复合物层背离所述第一面的一侧设置第一合金的粉末；

朝向所述粉末发射激光，以熔化所述粉末、至少部分所述复合物层及至少部分所述非金属体，以结合所述非金属体与所述第一合金。

进一步地，包含对所述第一面进行表面处理，以在所述第一面上设置复合物层的步骤。

进一步地，其中所述复合物层进一步包含氧化层，所述结合方法包含：

氧化所述第二合金，以形成所述氧化层。

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。

进一步地，其中所述粉末为球形或类球形，粒径为15μm-53μm。

进一步地，其中所述激光按至少一条发射路径发射。

进一步地，其中至少一条所述发射路径包含第一发射路径及第二发射路径，所述第二发射路径与所述第一发射路径的夹角为40°-80°。

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。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种非金属体的整体结构示意图。

图2为在图1所示的非金属体上设置复合物层的整体结构示意图。

图3为在图2所示的复合物层上设置第一合金的整体结构示意图。

图4为图3所示的结构经过激光处理后得到的连接件的整体结构示意图。

图5为激光处理时第一合金、复合物层及非金属体熔化及凝固的结构示意图。

图6为本发明实施例提供的一种应用连接件的装置。

图7为表面处理设备工作时的流程图。

图8为加入热处理炉的表面处理设备工作时的流程图。

图9为本发明实施例提供的激光设备工作时的流程图。

图10为激光熔化按照“棋盘式”的第一发射路径的示意图。

图11为激光熔化按照“棋盘式”的第二发射路径的示意图。

图12为本发明实施例提供的连接件的制备方法流程图。

主要元件符号说明

如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，所描述的实施方式仅仅是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包含一个或多个相关的所列项目的所有的和任意的组合。

在本发明的各实施例中，为了便于描述而非限制本发明，本发明专利申请说明书以及权利要求书中使用的术语"连接"并非限定于物理的或者机械的连接，不管是直接的还是间接的。"上"、"下"、"下方"、"左"、"右"等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也相应地改变。

请参阅图1至图5，本发明实施例提供的一种连接件100，所述连接件100包含非金属体10，以及结合于所述非金属体10上的结合层40，所述结合层40包含至少部分所述非金属体10、第一合金30及至少部分第二合金22。第一合金30与第二合金22为两种不同的合金。

所述连接件100进一步包含氧化层24，在所述第二合金22上形成所述氧化层24，所述第二合金22与所述氧化层24构成复合物层20。

由于陶瓷、塑料等相关非金属体材料润湿性较玻璃材料而言，有更佳的表面润湿性，因此以玻璃为例，请参阅图4，所述复合物层20用于增强玻璃与第一合金30的结合性。具体地，在后续第一合金30熔化形成液态合金时，液态合金与复合物层20之间的表面张力小于缺少复合物层20时液态合金与非金属体10之间的表面张力，因此复合物层20的形成提高了非金属体10的润湿性。

所述复合物层20的材质包含第二合金22，例如铁基合金、铝基合金、钛基合金以及镍基合金等。

请再次参阅图5，所述复合物层20包含第二合金22及氧化层24，所述氧化层24由所述第二合金22部分氧化而成。具体地，通过金属化处理，在非金属体10上形成第二合金22，在热处理炉430的作用下，对所述第二合金22进行预氧化处理，将所述第二合金22部分氧化形成所述氧化层24。所述复合物层20用于提高非金属体10表面的润湿性，从而提高非金属体10与第一合金30的结合强度。

在一具体实施方式中，所述第二合金22的材质为铁基合金，所述氧化层24的材质为铁氧化物，例如，氧化亚铁(FeO)、三氧化二铁(Fe₂O₃)、四氧化三铁(Fe₃O₄)、FeO与Fe₃O₄的混合物以及Fe₃O₄与Fe₂O₃的混合物等。氧化层24的成分也会影响非金属体10与第一合金30的润湿性。其中，所述氧化层24为混合物时对非金属体10与第一合金30的结合强度的影响大于单一氧化物对所述结合强度的影响，即前者导致的结合强度大于后者的结合强度。

另外，不同氧化物含量对非金属体10的润湿性影响也不同，例如，氧化层24中Fe₃O₄含量越低，Fe₂O₃含量越高，润湿性越好；反之，氧化层24中Fe₃O₄含量越高，Fe₂O₃含量越低，润湿性越好。

所述复合物层20的厚度为40μm-80μm，所述复合物层20的厚度可通过第一控制器410控制表面处理装置420的工艺参数，使所述复合物层20的厚度控制在40μm-80μm的范围内，例如40μm、60μm及80μm等。所述复合物层20的厚度不能过大，也不能过小。所述复合物层20的厚度过小，则所述复合物层20的强度不够；所述复合物层20的厚度过大，在激光处理时，激光熔化的熔池60深度较难到达非金属体10，无法使所述第一合金30、复合物层20及非金属体10发生冶金反应，不能实现完全融合。

所述氧化层24的厚度为2μm-10μm，所述氧化层24的厚度可通过所述第一控制器410控制所述热处理炉430的加热时间以及保温时间，从而控制所述氧化层24的厚度在2μm-10μm内，例如2μm、6μm、8μm及10μm等。

所述氧化层24的厚度对非金属体10与第一合金30的结合强度也有关系，所述氧化层24的厚度不能过大，也不能过小。随着氧化层24厚度的增加，结合强度先提高而后逐渐降低，2μm-10μm厚度的氧化层24能显著提高非金属体10与第一合金30的结合强度。

本发明还提供一种装置200，所述装置200包含所述连接件100，所述连接件100应用于各种需要非金属体材质与金属材质连接的电子装置和非电子装置，所述电子装置包含但不限于手机、相机、电脑等，所述非电子装置包含但不限于玻璃门禁、玻璃灯具、水杯等。

请参阅图6，以手机为例，所述手机包含本体210及设置于所述本体210上的所述连接件100。

在其他的实施方式中，还包含在所述连接件100上靠近结合层40的一侧设置金属元件，例如通过3D打印的方式在结合层40上打印一金属元件。优选地，所述金属元件的材质与所述结合层40的材质的物理化学性质相差不大。

请参阅图7，通过一表面处理设备400对所述非金属体10进行表面处理。所述表面处理设置包含所述表面处理装置420以及所述第一控制器410，所述第一控制器410与所述表面处理装置420耦接，所述第一控制器410用于控制所述表面处理装置420对一物体进行表面处理。在本实施例中，所述非金属体10包含第一面12，所述第一控制器410用于控制所述表面处理装置420在非金属体10的第一面12形成所述复合物层20。

进一步地，所述表面处理装置420包含真空镀膜装置、磁粒溅射装置、热喷涂机及冷喷涂机组成的群组中选择至少一种。

请参阅图8，所述表面处理设备400还包含热处理炉430，所述热处理炉430与所述第一控制器410耦接。在本实施例中，所述热处理炉430用于对形成于所述非金属体10上的复合物层20进行氧化。

请参阅图9，通过一激光设备300实现所述非金属体10与所述第一合金30的连接，所述激光设备300包含激光器320及第二控制器310，所述激光器320与所述第二控制器310耦接，所述第二控制器310用于控制所述激光器320发射激光。在本实施例中，第二控制器310用于控制所述激光器320发射激光照射于设置有复合物层20及第一合金30的非金属体10上，以熔化所述复合物层20、第一合金30及非金属体10。

所述激光设备300还包含腔体、扩束镜330及扫描器340。所述腔体用于容置被处理的物体。所述扩束镜330与所述激光器320连接，所述扩束镜330用于改变所述激光器320发射的激光束50的直径和发散角的透镜组件。所述扫描器340与所述扩束镜330连接，所述扫描器340用于将经过所述扩束镜330的激光束50照射于腔体中被处理的物体上，以对所述物体进行激光处理。在本实施例中，所述激光器320为光纤激光器，所述被处理的物体为设置有复合物层20及第一合金30的非金属体10。

所述第二控制器310进一步包含发射路径集，所述激光按至少一条所述发射路径集中的发射路径发射。

进一步地，其中所述发射路径集包含第一发射路径及第二发射路径，所述第二发射路径与所述第一发射路径的夹角为40°-80°。

请参阅图12，为制造出所述连接件，提供的一种连接件的制备方法，包含以下步骤：

请一并参照图1，提供一非金属体10，所述非金属体10具有第一面12。

所述非金属体10的材质包括但不限于陶瓷、玻璃、塑料以及聚合物等。

所述非金属体10的厚度不限，但需要保证在激光熔化处理时，所述非金属体10不能完全被熔化。在一具体实施方式中，所述非金属体10的厚度为40μm-200μm。

请一并参照图2，对所述非金属体10进行表面处理，以在所述非金属体10的第一面12形成复合物层20。

请一并参照图11，进一步包含对所述第一面12进行表面处理，以在所述第一面12上设置复合物层20的步骤。对所述第一面12进行表面处理的通常不能够一次完成，需要反复、多次对所述第一面12进行表面处理，或对所述第一面12划分区域进行局部表面处理，以设置复合物层20。

请一并参阅图5，所述复合物层20包含第二合金22及氧化层24，所述氧化层24由所述第二合金22部分氧化而成。具体地，通过金属化处理，在非金属体10上形成第二合金，在所述热处理炉430的作用下，对所述第二合金22进行预氧化处理，将所述第二合金22部分氧化形成所述氧化层24。所述复合物层20用于提高非金属体10表面的润湿性，从而提高非金属体10与第一合金30的结合强度。

请一并参照图3，在所述复合物层20背离所述第一面12的一侧设置第一合金30。

所述第一合金30为粉末状，所述第一合金30铺设于所述复合物层20上，所述第一合金30能够在激光发射时吸收能量而熔化。

所述第一合金30的材质与复合物层20的材质的物理化学性质相差不大，所述物理化学性质包含热膨胀系数、导热性能、导电性能等。在一具体实施例中，所述第一合金30的材质为不锈钢，以与所述复合物层20的铁基合金相匹配。

所述第一合金30具有纯度高、球形或类球形度高、粒径小、流动性好以及铺展性好等特点。其中，球形或类球形度高的第一合金30流动性好，送粉流畅，而且铺粉均匀，有利于提高连接件100的密度和组织的均匀性，从而保证连接件100的质量。

进一步地，所述第一合金30的粒径为15μm-53μm。第一合金30的粒径不宜过大，也不宜过小。较小粒径的第一合金30，则具有较大的比表面积，从而在激光发射的过程中吸收更多的能量，更利于第一合金30的升温熔化；同时，第一合金30粒径越小，则在复合物层20上的分布越均匀，越有利于烧结过程的顺利进行，连接件100的质量越好；另一方面，粒径较小的第一合金30之间的空隙较小，松装密度高，成型后的连接件100致密度高，有利于提高连接件100的强度以及表面质量。但第一合金30的颗粒粒径过小，第一合金30容易相互粘附团聚，阻碍第一合金30的相互运动，流动性较差，容易造成铺粉不均匀，影响连接件100的质量。

在一具体实施例中，所述第一合金30至少包含两种粒径大小，即细粉(例如粒径为25μm)与粗粉(例如粒径为40μm)按一定的比例混合，以便细粉与粗粉的优缺点互补，选择恰当的粒径大小与比例以达到预期的效果。

请一并参照图4，朝向所述粉末发射激光，以熔化所述粉末、至少部分所述复合物层20及至少部分所述非金属体10，以结合所述非金属体10与所述第一合金30。

请一并参阅图5，依次设置复合物层20及第一合金30的非金属体10沿激光发射路径的方向分为依次连接的区域I、区域II以及区域III。在激光作用前如区域I所示；在激光作用下，激光的能量集中于复合物层20及第一合金30，通过热传导及激光能量的持续输入，第一合金30、复合物层20及复合物层20与非金属体10的结合界面升温而熔化，所述第一合金30、部分所述复合物层20及部分所述非金属体10熔化形成微小的熔池60，如区域II所示；停止激光照射后，熔化的材料冷却成型为一结合层40，所述结合层40与未熔化的非金属体10形成一体结构，如区域I所示，从而所述连接件100。

整个熔化及成型的过程在极短的时间内完成，在这个过程中，激光聚焦后的光斑功率密度非常高，可使加工的物体表面温度迅速升高而熔化，同时，非金属体10的结构、粘度等物理化学性质迅速改变；激光照射结束后，温度迅速下降，熔化的材料迅速凝固，通过快速升温及快速降温，可减小热影响区，从而减小结合处的应力。

进一步地，通过第二控制器310控制所述激光的能量密度，可以控制所述熔池60的深度和宽度。在一具体实施例中，所述激光器320的激光功率为160W-220W，激光扫描速度为800mm/s-1200mm/s，所形成的熔池60的深度为0.1mm-0.4mm。

在一具体实施例中，所述非金属体10的材质为硅酸盐玻璃，所述第二合金22的材质为铁基合金且所述第一合金30的材质为不锈钢。在激光发出激光束50，在所述激光束50照射过程中，在惰性气体中(例如氩气)，玻璃中的硅元素、氧元素与复合物层20及第一合金30中的铁元素形成新的物相Fe₂SiO₄，所述Fe₂SiO₄是使玻璃与第一合金30的紧密连接的主要原因；同时，在激光照射下，玻璃的表面成分被改变，玻璃中的Na₂O、SiO₂、Al₂O₃等成分明显减少，第一合金30中的碳元素与铁元素被氧化。由于玻璃与第一合金30两者之间的物理化学性质的巨大差异，复合物层20在两者结合过程中发挥了巨大作用，控制好复合物层20的厚度以及成分是得到具有良好连接件100的先决条件。

进一步的，激光选区熔化设置所述第一合金30及所述复合物层20后的非金属体10，以使至少部分所述非金属体10、部分所述复合物层20及第一合金30相互融合，从而结合所述非金属体10与第一合金30。

进一步地，所述激光选区熔化即为选择性激光熔化(SLM，Selective LaserMelting)，依据增材制造原理，设置第一合金30、激光熔化凝固后在设置第一合金30相互交替，采用逐层迭加的方式使所述第一合金30、复合物层20及部分非金属体10多次熔化凝固为一体，例如熔化凝固的次数为10-20次。

进一步地，所述激光按至少一条发射路径发射，一条发射路径完成激光融化的过程，虽然能够形成结合层，但容易导致残余应力过大。至少一条发射路径，实现不同的扫描方向和扫描策略，能够降低残余应力的影响。

请参阅图10至图11，所述激光选区熔化按照“棋盘式”发射路径进行激光熔化，即将激光发射区域分为多个小区域，例如将整个发射区域分为多个5mm*5mm的正方形小区域，每个小区域相互间隔，每次激光发射完成一个小区域后再发射另一个小区域，其中，相邻小区域的发射路径的方向具有一定的角度，所述角度为90°，整个发射区域通过第一发射路径形成一层结合层40；然后再在所述结合层40上设置第一合金30，再进行下一次激光发射，从发射路径集内抽取第二发射路径形成另一层结合层40，其中，第二发射路径方向相较于第一发射路径具有一定的旋转角度θ，所述旋转角度θ为40°-80°。旋转角度θ小于40°或者大于80°时，容易与相近的加工层扫描方向重合，应力较集中；旋转角度θ为40-80°时，不容易与相近加工层扫描方向重合，应力分布比较均匀，累积残余应力最少，零件变形最小，成型零件致密度达到99.9％以上，更有利于非金属体10与第一合金30在激光作用下进行冶金结合，提高结合强度。在一具体实施例中，通过第一发射路径发射形成结合层40后，下一次相同区域的第二发射路径在第一发射路径的基础上旋转67°。在其他实施例中，所述旋转角度θ还可以选择45°、50°、70°等。

选择“棋盘式”发射策略，有利于减小残余应力，防止熔化的材料在凝固的过程中由于应力过大而与未熔化的非金属体10分离；同时选择不同的角度发射，使应力不全部集中在同一个平面上。

本发明所提供的连接件100的制备方法，在结合过程中通过在非金属体10上设置复合物层20，从而提高非金属体10的润湿性，从而提高非金属体10与第一合金30之间的结合强度；所述复合物层20与第一合金30的材质不限，因此所形成的结合层40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。

以下通过具体的实施例来对本发明进行说明。

实施例1

提供设置有复合物层20的玻璃，选取粒径为15μm-53μm的第一合金30粉末铺设于所述复合物层20上，激光照射熔化第一合金30、部分所述复合物层20及部分所述玻璃，熔化凝固后形成连接件100。

对比例1

与实施例1不同的是：所述第一合金30粉末的粒径为5μm-15μm。

其他与实施例1相同，这里不再赘述。

对比例2

与实施例1不同的是：所述第一合金30粉末的粒径为53μm-100μm。

其他与实施例1相同，这里不再赘述。

对比例3

与实施例1不同的是：所述第一合金30粉末的粒径大于100μm。

请参阅表1，表1为对实施例1、对比例1、对比例2及对比例3在制备过程中以及制备的连接件100的性能参数的测试结果，包含对粉末流动性、铺粉质量、截面金相分析成型零件致密度、表面粗糙度以及成型表面质量等测试。

表1

通过比较可知，5μm-15μm(对比例1)的粉末比较容易团聚，流动性最差，铺粉质量一般，较难完成激光选区熔化成型；53μm-100μm(对比例2)及100μm以上(对比例3)的粉末较粗，流动性一般，铺粉质量一般，成型的致密度降低，孔洞增加，大颗粒的第一合金30难于完全熔化，连接件100强度降低，表面较粗糙；15μm-53μm(实施例1)的粉末流动性最佳，铺粉最流畅、均匀，粗粉搭配细粉，细粉填充粗粉间隙，使连接件100致密度最高，强度最高，表面质量最好。

另外，通过实施例2至实施例21对激光选区熔化的参数(激光功率及扫描速度)控制单道熔池深度和单道熔池宽度来进行说明，并对制备的连接件100进行成型质量的测试，其中，第一合金30的粒径为15μm-53μm，选择500W的光纤激光器，激光功率80W-240W，激光的光斑直径为80mm-120mm，激光扫描速度为400mm/s-1600mm/s，工作保护气氛为氩气。具体参数及测试结果请参阅表2。

表2

另外，通过实施例22至实施例33及对比例4至对比例7控制复合物层20中的第二合金22及氧化层24的厚度来说明连接件100的成型质量。其中，第一合金30的粒径为15μm-53μm，第一合金30的材质为不锈钢，玻璃的厚度为2.0mm-3.0mm。选择500W的光纤激光器，激光功率为200W，光斑的直径为80mm-120mm，扫描速度为1200mm/s。将第一面12设置有复合物层20机第一合金30的玻璃加热到200℃，激光选区熔化时的保护气体为氩气，氧含量小于100ppm，根据设定好的路径进行激光熔化，在高密度激光能量作用下，快速将第一合金30、部分复合物层20及部分玻璃熔化凝固结合在一起得到连接件100，并测试其性能。具体参数及测试结果请参阅表3。

表3

以上实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照以上较佳实施方式对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或等同替换都不应脱离本发明技术方案的精神和范围。

Claims (20)

1.一种连接件，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。

2.根据权利要求1所述的连接件，进一步包含氧化层，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。

3.根据权利要求2所述的连接件，其中所述复合物层的厚度为40μm-80μm。

4.根据权利要求2所述的连接件，其中所述氧化层的厚度为2μm-10μm。

5.一种装置，包含如权利要求1-4任一所述连接件。

6.一种激光设备，用于结合非金属体与第一合金，所述非金属体包含第一面，所述第一面上设置复合物层，所述复合物层包含第二合金，所述复合物层背离所述第一面的一侧设置有第一合金的粉末，所述激光设备包含：

激光器；以及

控制器，与所述激光器耦接，用于控制所述激光器朝向所述粉末发射激光，以熔化所述粉末、至少部分所述复合物层及至少部分所述非金属体形成结合层。

7.根据权利要求6所述的激光设备，其中所述复合物层进一步包含氧化层。

8.根据权利要求6所述的激光设备，其中所述复合物层的厚度为40μm-80μm。

9.根据权利要求7所述的激光设备，其中所述氧化层的厚度为2μm-10μm。

10.根据权利要求6所述的激光设备，其中所述粉末为球形或类球形，粒径为15μm-53μm。

11.根据权利要求6所述的激光设备，所述控制器进一步包含发射路径集，所述激光按至少一条所述发射路径集中的发射路径发射。

12.根据权利要求11所述的激光设备，其中所述发射路径集包含第一发射路径及第二发射路径，所述第二发射路径与所述第一发射路径的夹角为40°-80°。

13.一种连接件的制备方法，所述连接件包含非金属体，所述非金属体包含第一面，所述第一面上设置复合物层，所述复合物层包含第二合金，所述制备方法包含以下步骤：

在所述复合物层背离所述第一面的一侧设置第一合金的粉末；

朝向所述粉末发射激光，以熔化所述粉末、至少部分所述复合物层及至少部分所述非金属体，以结合所述非金属体与所述第一合金。

14.根据权利要求13所述的制备方法，进一步包含对所述第一面进行表面处理，以在所述第一面上设置复合物层的步骤。

15.根据权利要求13所述的制备方法，其中所述复合物层进一步包含氧化层，所述制备方法进一步包含：

氧化所述第二合金，以形成所述氧化层。

16.根据权利要求13所述的制备方法，其中所述复合物层的厚度为40μm-80μm。

17.根据权利要求15所述的制备方法，其中所述氧化层的厚度为2μm-10μm。

18.根据权利要求13所述的制备方法，其中所述粉末为球形或类球形，粒径为15μm-53μm。

19.根据权利要求13所述的制备方法，其中所述激光按至少一条发射路径发射。

20.根据权利要求19所述的制备方法，其中至少一条所述发射路径包含第一发射路径及第二发射路径，所述第二发射路径与所述第一发射路径的夹角为40°-80°。

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