• 冷焊

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    冷焊

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    冷焊或接觸焊是一種固態焊接工藝,在這種工藝中,在待焊接的兩個部件的界面處無需熔化或加熱即可進行連接。 與熔焊不同,接頭中不存在液相或熔融相。

    冷焊在 1940 年代首次被認為是一種普遍的材料現象。 后來發現,如果在真空中接觸兩個干凈、平坦的類似金屬表面,它們會牢固地粘附在一起(參見范德華力)。 新發現的微米級和納米級冷焊已顯示出在納米制造過程中的潛力。

    出現這種意外行為的原因是,當接觸的原子都是同類時,原子無法知道它們在不同的銅片中。 當存在其他原子時,在氧化物和油脂中以及介于兩者之間的更復雜的污染物薄表面層中,原子知道它們何時不在同一部分上。

    —>理查德·費曼,費曼物理學講座,12-2 摩擦

    冷焊常見于連接實心銅線。 線頭被放入爪中并壓在一起。 重復此過程,直到接頭牢固為止。 小電線可以用手持式手動焊機連接,而大電線則需要液壓焊機。 接頭比基本絲更牢固。

    應用包括線材和電氣連接(例如絕緣刺破連接器和繞線連接)。

    在太空中

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    早期衛星的機械問題有時歸因于冷焊。

    2009 年,歐洲航天局發表了一篇經過同行評審的論文,詳細說明了為什么冷焊是航天器設計師需要仔細考慮的一個重要問題。 該論文還引用了 1991 年伽利略航天器高增益天線的記錄示例。

    困難的來源之一是冷焊不排除待連接表面之間的相對運動。 這使得磨損、微動磨損、靜摩擦和粘附等廣泛定義的概念在某些情況下可以重疊。 例如,接頭可能是冷焊(或真空)焊接和磨損(或微動磨損或沖擊)的結果。 因此,磨損和冷焊并不相互排斥。

    冷焊

    納米級

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    與通常需要大施加壓力的宏觀冷焊工藝不同,科學家們發現單晶超細金納米線(直徑小于 10 納米)可以僅通過機械接觸在幾秒鐘內冷焊在一起,并且施加的壓力非常低 . 高分辨率透射電子顯微鏡和原位測量表明,焊縫近乎完美,與納米線的其余部分具有相同的晶體取向、強度和導電性。 焊接的高質量歸因于納米級樣品尺寸、定向連接機制和機械輔助的快速表面擴散。 金與銀、銀與銀之間也出現了納米級焊縫,表明該現象可能普遍適用,因此提供了大塊金屬或金屬薄膜宏觀冷焊初始階段的原子視圖。

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