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冷焊现象的发现以及华生冷焊机原理分析

2019-07-04

每个人平时都会和很多金属的东西打交道,这些金属堆在一起,我们也没发现它们相互之间发生粘连,但是可能很多人都不知道这样一种现象,就是在太空中如果把两块金属放到一起,它们常常会发生粘连到一起的现象,这是为什么呢?对航天领域有所了解的人都很清楚这种现象,在学术和技术上,这称之为“冷焊”,目前虽然还不清楚人类有没有在太空中做过这样的实验,但是这样的事情却在太空中实实在在地发生过。早年美国人发射的一架探测器就曾经发生过这样的事情,这架探测器本来是要去探测几大行星的,发射升空后先去探测了金星水星,过程一切正常,在探测完金星之后部分设备关闭,探测器飞往火星,但是后来操作人员们发现其主天线不能动了,经过调查分析后发现是天线的旋转轴出现了冷焊现象被焊住了,没办法只好启用了备用天线,但是效率只有主天线的百分之一。
为什么金属这东西在太空中会出现冷焊现象呢?听起来很稀奇,其实说起来道理也很简单,就是当两块相同的金属(不同的金属也有可能发生这种现象,如铅和金)在太空真空环境下接触的时候,其两个接触面表层的原子之间是没有任何阻挡物的,如果表层没有被氧化的话,那么在接触的时候两个表层上的原子一担靠近到一定程度(至少到纳米级),就会相互抓住对方,从而结合成为一体,成为一块金属,冷焊现象就是这样发生的。美国人的探测器之所以会出现前面说的那种状况,就是因为其旋转轴的金属连接处没有处理好,据说是没有装防护垫,润滑剂也涂得少,当探测器的进入太空之后,经过一段时间的使用,上面头上形成的氧化层也被磨掉了,在暂停使用的时候,冷焊现象就在这些金属连接处发生了。
不过地球上也并不是绝对不会发生这种现象的,如果刻意创造条件的话,你还能实现冷焊现象的,比如两块金属的表层不氧化,把它们放到一起挤压出里面的空气,让接触面的原子充分的接触,也是会发生冷焊现象的,冷焊机和冷焊钳等设备就是利用的这个道理。