在太空中,冷焊是如何工作的? 这是一个非常有趣的问题,因为很多人甚至不知道什么是冷焊,更不用说它是如何工作的了。即使对这个效应有所了解的人,也认为它是太空探索中最大的问题之一。但为什么呢?让我们一起来了解一下。
冷焊的问题
1991年,美国国家航空航天局(NASA)的自动探测器“伽利略号”被发射到太空中,用于探索木星及其卫星。然而在飞行过程中,它遇到了问题。它的天线无法完全展开,其中三根支架无法打开。科学家们尝试了各种方法,但都没有效果,因此他们不得不使用另一个较小的天线来传输数据。
科学家们认为,这个问题部分与冷焊有关。
1965年夏天,第一个走出太空舱的美国宇航员艾德·怀特(Ed White)在返回宇宙舱时遇到了一个严重的问题:舱门无法关闭。在宇航员使用了粗暴的物理力量后,舱门才关上。按计划,他们还应该再次打开舱门并将在太空行走时使用的装备扔出去,但宇航员担心舱门再次出问题。
目前还不确定这是否是真正的冷焊问题,但确实存在这样的风险。
什么是冷焊?
在我们解决这个问题之前,让我们更详细地了解一下什么是冷焊。事实上,人类从古代起就熟知这种焊接方法。根据考古学发现,这种技术在古代经常被使用。
18世纪进行了首次有记录的冷焊实验。在20世纪中叶,科学家们对冷焊产生了浓厚的兴趣,并发现某些金属表面在真空条件下接触时会粘附在一起。这在原子层面上形成了极强的连接。
这是由金属的原子结构决定的。在晶格节点上有带正电荷的离子,而它们之间有许多自由电子,可以在整个金属块中移动。在真空和金属块本身表面完全清洁的条件下,当两块金属接触时,来自一块金属的电子可以转移到另一块金属中,从而吸引晶格。结果,晶格几乎完全融合在一起,形成一个连续的晶格结构。
在大气环境中,金属表面会形成氧化层,防止了冷焊的发生。
如何在太空中防止冷焊?
为了在太空中防止冷焊,太空器上尽量使用不容易发生冷焊的材料。如果材料容易发生冷焊,就会在其表面上涂上特殊的涂层,以降低冷焊的可能性。
对于可移动的金属表面,会涂上特殊的润滑剂,以减少摩擦、磨损和冷焊的可能性。
此外,这种效应也具有积极的一面,因为冷焊经常在纳米技术、火箭制造、工程领域甚至家用设备制造中使用。
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可以排出空气人造真空冷焊
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我好像明白了为什么外星飞船都光滑如镜,没有一丝焊接痕迹的原因了
什么冷焊,不就是大气压把表面光滑的两个物体压在一起了。