把兩塊黃金放在真空裡,為什麼會自動焊接到一起?

人類的焊接工藝,是打造現代城市的關鍵。人們經常會見到工人們手持焊接裝置,用一塊麵具擋住自己,焊接的地方光芒四射,這實在是現代城市建築中的經典場景。然而,不需要電力和其他能源,也能實現焊接,這種工藝你見過嗎?

它就是傳說中的冷焊現象,如果你把兩塊黃金放進高度真空的條件下,只要它們貼合緊密,表面足夠潔淨光滑,就可以粘在一起,變成一塊黃金。

冷焊現象的發現,實在是帶給人類物理學相當的震撼。冷焊的原理其實比較好理解,在真空條件下,兩塊金屬物質的表面沒有其他物質阻擋,但金屬內部的熱運動一直在進行。於是金屬原子就會在貼合的表面發生隨機移動,從而出現金屬原子相互滲透和擴散的現象。

它們自然就合為一體了。冷焊現象在非金屬物質之間也有可能發生,在金屬上的表現尤為明顯。值得一提的是,在地球的大氣層裡,幾乎不會發生冷焊,因為金屬物質跟空氣接觸的地方很容易氧化,氧化物本身就會形成一層保護層,阻礙金屬原子的滲透。空氣分子也會產生阻礙。而在真空條件下,冷焊現象會變得非常普遍。

現如今,人類已經發展出了多種冷焊機,它們可以在不用電力的情況下,實現金屬的焊接。但冷焊現象在人類的太空探索裡必須加以重視。當年的伽利略號木星探測器,就因為冷焊現象嚴重影響了訊號的傳輸,以至於不得不放棄一些關鍵性的任務。

太空航天器必須在金屬表面進行特別的處理,以預防冷焊現象的發生。大家怎麼看?

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