Холодная сварка - Cold welding
 | Эта статья нужны дополнительные цитаты для проверка. (Октябрь 2010 г.) (Узнайте, как и когда удалить этот шаблон сообщения) |
Холодная сварка или же контактная сварка это твердый -государственный сварка процесс, в котором соединение происходит без слияние или нагрев на границе раздела двух свариваемых деталей. В отличие от процессов сварки плавлением, нет жидкость или в стыке присутствует расплавленная фаза.
Холодная сварка впервые была признана общим явлением в области материаловедения в 1940-х годах. Затем было обнаружено, что две чистые плоские поверхности одинакового металл будет сильно прилипать, если попадет в контакт под вакуум. Недавно обнаруженные микро-[1] и наноразмерная холодная сварка[2] уже показал большой потенциал в последних нанопроизводство процессы.
Причина такого неожиданного поведения в том, что когда все соприкасающиеся атомы одного вида, атомы не могут «знать», что они находятся в разных кусках меди. Когда есть другие атомы, в оксидах и смазках и в более сложных тонких поверхностных слоях загрязняющих веществ между ними, атомы «знают», когда они не находятся в одной и той же части.
— Ричард Фейнман, Лекции Фейнмана, 12–2 Трение
Применения включают в себя проволоку и электрические соединения (например, соединители смещения изоляции и проволока соединения).
В космосе
Механические проблемы в начале спутники иногда относились к холодной сварке.
В 2009 г. Европейское космическое агентство опубликовал экспертная оценка документ с подробным описанием того, почему холодная сварка является важной проблемой, которую проектировщики космических кораблей должны тщательно рассмотреть.[3] В документе также приводится задокументированный пример.[4] с 1991 г. Космический корабль Галилео антенна с высоким коэффициентом усиления.
Одна из причин трудностей состоит в том, что холодная сварка не исключает относительного движения между соединяемыми поверхностями. Это позволяет сформировать широко определенные понятия раздражающий, беспокойство, прилипание, прикол и адгезия в некоторых случаях перекрываться. Например, соединение может быть результатом как холодной (или "вакуумной") сварки, так и истирания (истирания или удара). Таким образом, истирание и холодная сварка не исключают друг друга.
Наномасштаб
В отличие от процесса холодной сварки на макроуровне, который обычно требует большого приложенного давления, ученые обнаружили, что монокристаллическое ультратонкое золото нанопровода (диаметры менее 10 нм) могут быть сварены вместе в течение нескольких секунд одним механическим контактом и при исключительно низких приложенных давлениях.[2] Высокое разрешение просвечивающая электронная микроскопия и измерения на месте показывают, что сварные швы почти идеальны, с той же ориентацией кристаллов, прочностью и электропроводностью, что и остальные сварные швы. нанопроволока. Высокое качество сварных швов объясняется наноразмерными размерами образца, ориентированными механизмами крепления и быстрым механическим воздействием. поверхностная диффузия.Наноуровневые сварные швы также были продемонстрированы между золотом и серебром, а также серебром и серебром, что указывает на то, что это явление может быть широко применимо и, следовательно, предлагает атомистическое представление о начальных этапах макроскопической холодной сварки как для массивных металлов, так и для металлических. тонкая пленка.[2]
Смотрите также
- Абатмент (стоматология) - соединительный элемент
- Калибровочный блок - Система для производства прецизионных длин путем штабелирования компонентов
- Межмолекулярная сила - Сила притяжения или отталкивания между молекулами и соседними частицами
- Литография наноимпринтов - Способ изготовления узоров нанометрового масштаба с использованием специального штампа
- Трибология - Наука и техника взаимодействующих поверхностей в относительном движении
- Вакуумное цементирование - Естественный процесс контактного соединения между объектами в жестком вакууме
- Соединение оптических контактов - Процесс, при котором две близко конформные поверхности удерживаются вместе межмолекулярными силами.
- Точечная сварка - Процесс, при котором соприкасающиеся металлические поверхности соединяются теплом от сопротивления электрическому току
Рекомендации
- ^ Фергюсон, Грегори С .; Chaudhury, Manoj K .; Сигал, Джордж Б .; Whitesides, Джордж М. (1991). «Контактная адгезия тонких пленок золота на эластомерных основах: холодная сварка в условиях окружающей среды». Наука. 253 (5021): 776–778. Дои:10.1126 / science.253.5021.776. JSTOR 2879122. PMID 17835496. S2CID 10479300.
- ^ а б c Лу, Ян; Хуанг, Цзянь Юй; Ван, Чао; Солнце, Шоухэн; Лу, июнь (2010). «Холодная сварка ультратонких золотых нанопроволок». Природа Нанотехнологии. 5 (3): 218–224. Дои:10.1038 / nnano.2010.4. PMID 20154688.
- ^ А. Мерстоллинджер; М. Продажи; Э. Семерад; Б. Д. Данн (2009). Оценка холодной сварки между разделяемыми контактными поверхностями в результате удара и истирания в вакууме (PDF). Европейское космическое агентство. ISBN 978-92-9221-900-0. ISSN 0379-4067. OCLC 55971016. ESA STM-279. Получено 24 февраля 2013.
- ^ Джонсон, Майкл Р. (1994). Аномалия развертывания антенны с высоким коэффициентом усиления Galileo (PDF). Лаборатория реактивного движения НАСА. HDL:2014/32404. Получено 1 декабря 2016.
дальнейшее чтение
- Sinha, K .; Farley, D .; Kahnert, T .; Solares, S.D .; Дасгупта, А .; Caers, J.F.J .; Чжао, X.J. (2014). «Влияние параметров изготовления на прочность склеивания межсоединений flip-chip». Журнал адгезионных наук и технологий. 28 (12): 1167–1191. Дои:10.1080/01694243.2014.891349.
- Калпакчян (2005). Производство и технологии (5-е изд.). Прентис Холл. п. 981. ISBN 978-0-13-148965-3.