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兩塊金屬在真空中會粘在一起——冷焊現象!無需電能也能實現焊接

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兩塊金屬在真空中會粘在一起——冷焊現象!無需電能也能實現焊接

發布日期:2022-08-11 作者: 點擊:

兩塊表面潔凈的金屬,在高真空度的條件下緊密貼在一起,時間久了以后就會粘合到一起,這叫做“冷焊現象”。

物理學告訴我們,原子的微觀熱運動,在宏觀層面就是溫度;熱力學和量子力學都告訴我們,絕對零度不可達到,微觀層面的熱運動始終存在。

冷焊現象

固體金屬的原子之間由化學鍵連接,兩塊金屬在高真空狀態下接觸,由于它們之間沒有其他物質的阻礙,兩側金屬的原子在熱運動提供的動能下,會發生隨機的漂移,然后在表面層緩慢地相互滲透和擴散,Z終導致兩塊金屬粘在一起,這就是冷焊現象。

冷焊現象

非金屬物質,不同的金屬之間,也可能發生冷焊現象,主要看材料本身的延展性,以及兩側材料的相容性,接觸壓力等等。

在空氣中的兩塊金屬很難發生冷焊現象,這是因為空氣中的金屬很容易在表面生成氧化物,阻礙了金屬原子的相互滲透,另外接觸時由于表面不可能絕對光滑,空氣中的氣體分子也會阻礙金屬原子的相互滲透,但是在真空中,冷焊現象將會很明顯。

冷焊現象

冷焊現象對人類有好處也有壞處,比如在1989年,美國NASA發射了伽利略號木星探測器,在離開地球時發現飛船的主天線無法完全打開,主天線一共18根,有3根無法打開,好在備用天線能用。

冷焊現象

這導致飛船與地球之間的傳輸效率大打折扣,本來主天線完全打開能以每秒134K的速度向地球傳送信息的,現在每秒只能傳輸大約1K的數據,正是因為該故障,伽利略號木星探測器不得不放棄幾個預先安排好的任務,比如對木衛一的探測等等。

經過研究發現,伽利略號主天線無法完全打開的原因正是“冷焊現象”,伽利略號本定于1986年發射的,后來因為挑戰號失事發射時間被推遲,經地面的多次改造和長時間的儲存,折疊主天線由于冷焊現象粘在一起,導致升空后無法正常打開,經此教訓之后,以后的航天器都會對可能發生冷焊的地方進行特殊處理。

現在,人們根據冷焊發生的原理,發明了各種各樣的冷焊機,比如手鉗冷焊機無需使用電能也能焊接真空焊接。

冷焊現象

原理是施加壓力把金屬(鋁、銅、鉑、錫等等)表面積擴大,使原來阻礙焊接的保護膜破裂,然后在負載的作用下,讓潔凈的金屬基質緊密接觸并融合,實現金屬焊接原子層面的連接。

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本文網址:http://www.mdcgd.com/news/651.html

關鍵詞:冷焊現象,金屬焊接,真空焊接

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