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如果兩塊金屬在太空中接觸,就會熔接在一起,為什麼

先看第一手資料吧,具體的事件討論可以從NASA和ESA(歐空局)的官方公開文件中找到:

ESA(歐空局)的文件:《由於表面衝擊和來自真空下的微動磨損導致可分離表面冷焊的評估》

摘要:在航天器的測試和執行中常見的一種失效模式稱為冷焊接。歐洲實驗室稱之為黏滯、粘接或粘合……。兩個接觸面之間的冷焊可由衝擊或微動磨損造成。這些表面可能是裸金屬,或無機或有機塗層金屬及其合金……特別令人感興趣的是不同材料的接觸資料……(冷焊接、衝擊、微動磨損)

(上圖中,地球觀測衛星的一個掃描裝置的Y形狀的錨在微動磨損後被準焊在C點)

重要表述1:在地面上,不受衝擊或微動影響的金屬介面之間的粘附是不常見的。這是因為在每次開啟後,表面都會被重新氧化,所以下次接觸時就會有新的氧化層。在太空中,氧化層被不可逆地破壞,因此,金屬與金屬接觸會產生焊接效果。(氧化層)

重要表述2:粘著力的大小與實際接觸面積密切相關。(接觸面積)

重要表述3:對於典型的實驗裝置有如下資料。

靜態接觸下粘著力為0。2牛。

衝擊接觸下粘著力可達到2牛以上。

微動磨損條件下粘著力可超過18牛。

重要表述4:根據基礎材料物理(關於化學鍵的有關理論),在金屬,聚合物和陶瓷之間,應該沒有技術上能夠測量到的力,對於鋼或鋁與高分子材料的接觸實驗中沒有發現違反這一論斷的現象。當不可避免的使用金屬時,不同型別的金屬有助於降低粘著力,比如使用不鏽鋼與高碳鋼接觸。或者可以使用塗層(不同型別的金屬、塗層)

NASA的文件:《伽利略高增益天線部署異常 》

摘要:1991年4月11日,伽利略號宇宙飛船執行了一個程式——開啟宇宙飛船的高增益天線。天線的啟動鎖在發射後就被釋放了,但並沒有第一時間展開天線,以保護它免受太陽的炙烤。在部署程式中,天線像傘一樣開啟,但卻沒能夠完全展開……。

(上圖為其未完全展開的高增益天線)

伽利略號飛船的任務是將一個探測器(惠更斯號探測器)送入木星的大氣層,然後在木星系統中漫遊兩年,收集關於該系統的結構、組成和環境的大量資料。

產生“冷焊”的原因

關於細節,前面已經說的夠明白了,聽聽費曼怎麼說的,更加形象化。

金屬鍵是一種化學鍵,它是由導電電子(以離域電子的電子雲形式)和帶正電的金屬離子之間的電磁力引起的。

產生這種出人意料的行為的原因是:當接觸的原子都是同一種類型時,原子無法“知道”它們屬於不同的銅片(金屬)。當有其他原子存在時,在氧化物、油脂和更復雜的汙染物表層之間,這些原子“知道”它們不在同一部分。

——————————————-理查德·費曼,費曼講座,第12頁,摩擦

這個就不列了參考文獻了