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真空科学与技术学报

把两块黄金放在真空里,为什么会自动焊接到一

人类的焊接工艺,是打造现代城市的关键。人们经常会见到工人们手持焊接设备,用一块面具挡住自己,焊接的地方光芒四射,这实在是现代城市建筑中的经典场景。然而,不需要电力和其他能源,也能实现焊接,这种工艺你见过吗?

它就是传说中的冷焊现象,如果你把两块黄金放进高度真空的条件下,只要它们贴合紧密,表面足够洁净光滑,就可以粘在一起,变成一块黄金。

冷焊现象的发现,实在是带给人类物理学相当的震撼。冷焊的原理其实比较好理解,在真空条件下,两块金属物质的表面没有其他物质阻挡,但金属内部的热运动一直在进行。于是金属原子就会在贴合的表面发生随机移动,从而出现金属原子相互渗透和扩散的现象。

它们自然就合为一体了。冷焊现象在非金属物质之间也有可能发生,在金属上的表现尤为明显。值得一提的是,在地球的大气层里,几乎不会发生冷焊,因为金属物质跟空气接触的地方很容易氧化,氧化物本身就会形成一层保护层,阻碍金属原子的渗透。空气分子也会产生阻碍。而在真空条件下,冷焊现象会变得非常普遍。

现如今,人类已经发展出了多种冷焊机,它们可以在不用电力的情况下,实现金属的焊接。但冷焊现象在人类的太空探索里必须加以重视。当年的伽利略号木星探测器,就因为冷焊现象严重影响了信号的传输,以至于不得不放弃一些关键性的任务。

太空航天器必须在金属表面进行特别的处理,以预防冷焊现象的发生。大家怎么看?

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