用来修复设备的冷焊,曾经在太空中差点造成木

2019-05-28 作者:科学研究   |   浏览(152)

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两块表面粗糙度比较细的铁块表面都会有部分粘滞的效果,当然这并不是一个整体,只是表示在足够平整时分子间的作用力会将两个表面紧紧贴在一起,但这与一个整体的距离还相距遥远,因为此时两者之间的“粘合力”仍然只是物体之间的相互作用力范畴内!

如果是在空气中,两块即便是绝对光滑平整的铁块,它们对着放在一起也无法合成一块铁。但在真空中,两块铁块可以合成一块,这就是冷焊原理。

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jin2055金沙网站,在空气中的时候,与空气接触的那部分铁会吸附气体分子。并且铁还会被氧气氧化,形成氧化膜。由于气体分子和氧化膜的存在,阻止了两块铁结合在一起,所以在空气中不会出现冷焊的现象。

做过钳工的朋友应该对这种现象记忆犹新,因为两个加工极为平整的铁块表面贴合时会有一种粘滞的感觉!但无论再平整,在大气环境下,两个表面是难以长到一起的!不过这是一种叫做冷焊的现象,这种现象在大气中是有条件实现的,一般可以应用机械力、电力或者分子力使焊材扩散到对象表面的一种方式!但在真空中两块平整表面却比较容易发生冷焊现象,因为没有了氧化层的干扰,金属原子间通过原子扩散交换也能达到类似焊接的目的,而且这种焊接没有热应力的干扰,只要时间足够久,焊接质量是相当不错的!

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然而,在真空中,两块绝对光滑平整的铁块可以结合在一起,其原理在于原子扩散。可能有些人会有疑问了,铁块不是固体吗,为什么铁原子还能运动和扩散呢?

当然也并不是所有的金属都容易冷焊,超薄金纳米线的接触以及扩散与最终合成一体的过程,中间并无加热过程,而是原子扩散的结果!

事实上,只要粒子的温度高于绝对零度(-273.15 ℃),其动能就会大于零,所以它们必然存在某些方式的运动,例如,平动(即平移运动,传统意义上的运动),另外还有振动、转动。无论粒子组成的宏观物体呈现为固态、液态、或者气态,或者其他物质状态,组成粒子都会存在运动。只是与液态和气态物质中的粒子相比,固态物质中的粒子运动幅度要小得多,并且这种运动不会改变物质状态。在固体中,原子会不断转移、混合、交换位置,这就是原子的自由扩散现象。

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上图是首先使纳米线断裂后在电子束的照射下表面露出,再在纳米片段相互靠近观测到了发生表面扩散,最后完全融合到了一起,材料缺陷消失!

金纳米线的冷焊现象

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