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    在加工的第一步驟中，陶瓷物體的表面是有圖案的，例如，通過激光燒蝕形成兩個(gè)物體的密實(shí)的復(fù)合物。在接下來的熱加工過程中，激光束在連接范圍內(nèi)熔化掉薄薄的一層聚合物表面。激光屬從透明的聚合物部分穿過，被陶瓷部分吸收，促成對陶瓷表面進(jìn)行有選擇的熔化。熔接點(diǎn)之間的熱傳導(dǎo)使聚合物持續(xù)升溫，能通過外部壓力，使聚合物熔化的部分流入到陶瓷的表面結(jié)構(gòu)。等待溫度降低，凝固之后，兩個(gè)物體緊緊地融合在一起。完成這個(gè)熔接的關(guān)鍵兩點(diǎn)：通過機(jī)械錨定使聚合物連接到陶瓷表面微結(jié)構(gòu)中，以及接觸物體之間的粘連。 

    最新的研究工作調(diào)查并優(yōu)化了不同的加工參數(shù)對熱熔接過程的影響，這些參數(shù)包括激光功率、加工速度、連接壓力、連接區(qū)溫度等。為了有效地監(jiān)測和控制結(jié)合溫度，在系統(tǒng)中安裝了高溫測量儀和激光功率控制器。到目前為止，共運(yùn)用了兩種不同的激光光源：棒型Nd:YAG激光器和光纖激光系統(tǒng)。相比較而言，光纖激光器比固態(tài)激光器擁有更高效率的光束質(zhì)量。總體上來看，其他激光光源，比如半導(dǎo)體激光器也能適用。         

   由于LTCC技術(shù)在微型和傳感器系統(tǒng)的巨大潛力，研發(fā)部門著力研究這種類型的陶瓷。不同的聚合物材料都成功地經(jīng)過檢測和比較，比如PC、PMMA、SAN和PETG。熔接物體（在我們的案例中為陶瓷）的表面圖形對熔接強(qiáng)度和耐用性有著重要的影響。通過運(yùn)用不同的短脈沖激光光源，不同領(lǐng)域的表面圖形被創(chuàng)造、連接和比較。長寬等結(jié)構(gòu)尺寸對不同的幾何圖形都是不一樣的，比如單隕石坑或直線槽。不同的結(jié)構(gòu)和加工參數(shù)彼此影響，對接點(diǎn)屬性也產(chǎn)生作用。原料處理和制備也會對最終表現(xiàn)產(chǎn)生影響。為了能達(dá)到最佳的熔接效果，對所有互相關(guān)聯(lián)的參數(shù)進(jìn)行復(fù)雜的優(yōu)化和調(diào)整就顯得至關(guān)重要。抗拉強(qiáng)度達(dá)到25 N/mm2的密封連接由此產(chǎn)生了。   

    基于這項(xiàng)全新的熔接技術(shù)，一些生物反應(yīng)器和單芯片實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)被制造出來，用于研究和測試。運(yùn)用優(yōu)化的連接技術(shù)，基于LTCC的陶瓷傳感器與透明的聚合物相結(jié)合，比如平面窗或微流體元件。弗勞恩霍夫陶瓷技術(shù)和系統(tǒng)研究所協(xié)助開發(fā)了包含不同傳感器和微流體系統(tǒng)部件的陶瓷元件。綜合微生物反應(yīng)器內(nèi)部的細(xì)胞生長在自定義的熱度和生化條件下能被監(jiān)測和控制。通過使用透明的聚合物窗口，該系統(tǒng)現(xiàn)在能通過光學(xué)顯微鏡監(jiān)測到內(nèi)部流程。另一種選擇是利用分光光度法，例如熒光分析術(shù)，來分析反應(yīng)器內(nèi)部的生化變化。  

    一種集成的多電極陣列陶瓷聚合物流量傳感器被用于測量細(xì)胞培養(yǎng)過程中發(fā)出的電子信號。陶瓷傳感器通過新型的熔接技術(shù)被連接到一種聚合物微流體元件中。培養(yǎng)過程中，細(xì)胞可吸收聚合物流體傳輸?shù)酿B(yǎng)分溶液和各種反應(yīng)物。  
          
    在同時(shí)進(jìn)行的另一項(xiàng)研發(fā)工作中，德國弗勞恩霍夫材料和光束技術(shù)研究所開發(fā)出了一種在活性氣體環(huán)境下，脈沖激光可使聚合物表面圖案化和功能化。這將影響特定表面上的細(xì)胞增生，從而在其連接到傳感系統(tǒng)之前，令聚合物的生物功能化成為可能。  
          
    這種新型的熔接工藝應(yīng)用前景和市場廣闊，覆蓋化學(xué)和生物分析等領(lǐng)域，比如制藥公司中用到的篩檢，化學(xué)設(shè)施中的環(huán)境分析，食品行業(yè)和醫(yī)學(xué)技術(shù)中的分析等。