太空上為什麼會自動焊接在一起

㈠ 為什麼兩塊金屬在太空中接觸會焊接在一起

這種現象並不神秘，被稱作冷焊，已經被廣泛應用於工業生產。雖然叫冷焊，不過並不是因為太空太冷，這兩塊金屬凍在了一起。

人類在 探索 太空時就曾因為這種現象得到過教訓。NASA於1989年發射了伽利略號木星探測器，發射前一切檢查都正常，可當探測器進入太空後卻發現主天線無法完全打開，好在有備用天線，不然整個任務就只能宣告廳祥結束。

可這個備用天線功率太小，使得傳輸效率大打折扣。為此，伽利略號木星探測器不得不放棄了幾個預定的探測任務，比如對木衛一的探測。

後來科學家通過研究發現，之所以會出現這種故障，就是因為伽利略號的折疊主天線由於冷焊現象部分粘在了一起，這才導致升空後主天線無法完全打開。經此教訓，此後的航天器都會通過特殊處理，以應對可能發生的冷焊現象。

那麼為什麼會滑伏核發生冷焊現象呢？

我們通常焊接時都是將兩個接觸物體加熱，然後融合在一起。冷焊就是指不需要加熱就能將物體焊接在一起。

冷焊的發生基於擴散現象。眾所周知，物質都是由原子構成的，而原子等粒子在永不停息地做不規則的熱運動，這種運動又叫布朗運動。當物體之間長時間接觸，接觸面的粒子就會因布朗運動而發生擴散，比如將兩塊鉛塊表面削平，緊緊按壓在一起，時間一久，它們便會粘在一起。

雖然非金屬物質之間、不同金屬之間都可能發生冷焊現象，不過冷焊現象的發生也需要一定的條件。

其實，兩塊金屬在太空中接觸，若只是接觸，並不會發生冷焊現象，需要一定的條件，比如施加壓力，相互摩擦等。超聲波焊接就是利用高頻振動產生的摩擦使兩個物體熔合在一起的。總之，就是需要提供足夠的能量，才能使接觸面間的原子順利牽手，從而發生冷焊現象。此外，兩種材料的相容性也決定了冷焊的發生概率，比如條件合適的情況下，兩塊黃金之間就比較容易發生冷焊現象。

太空屬高度真空環境，兩塊光潔的金屬接觸時，且接觸面沒有氧化層，由於沒有空氣阻礙，會接觸得非常緊密，基於擴散現象，接觸面的原子會更容易連接在一起，最終導致兩塊金屬粘在一起，於是便發生了冷焊現象。而且太空屬於無氧環境，即使氧化層磨掉了，金屬表面也不會再氧化，這更加劇了冷焊現象的發生概率。

地球上不容易發生冷焊現象，就是因為金屬暴露在空氣中，表面大多有氧化層存在，並且兩個接觸面之間通常還存在空氣層。

伽利略號木星探測器的折疊天線之所以發生冷焊，是因為活動介面處的處理不當，再加上後期的震動摩擦，從而產生了冷焊現信掘象。

冷焊容易使航天器上的一些活動部件發生故障，比如加速軸承磨損，導致太陽能電池翼伸展困難等。為了應對航天領域的這一危害，可以選擇不易發生冷焊的配偶材料，以及在接觸面上鍍膜，或者上點潤滑劑，這樣能降低金屬之間的摩擦，有效降低冷焊現象發生的概率。

冷焊現象雖然在某一方面有害，但也有好的一面。由於焊接過程中不需用高溫加熱，材料幾乎沒有收縮率，所以焊介面不容易產生微小的裂紋，故而焊接後的強度較高，不易開裂脫落。

其實，任何現象背後都有其科學原理，當你弄懂之後就不會覺得神秘。關注我，不迷路。

㈡ 兩塊金屬在太空中相遇，為何會自動焊接到一起科學家給出答案了嗎

世界之大，無奇不有！在早年前，人類向太空發射衛星或者探測器的時候，安裝在儀器上的太陽能板時常都會莫名其妙的出現問題，這個奇怪的現象一度讓科學家們感到無從下手。經過御臘科學家們的研究後發現，原來太陽能板在太空中延展的時候，會自動的焊接到一起。那麼，為何兩塊金屬在太空中相遇時，會自動焊接到一起呢？

太空中的“冷焊”也曾給人類帶來了巨滲拆升大的損失，諸多航天器都曾受其影響。自從人類找到了航天器太陽能板出問題的原因後，就立即著手解決，聰明的人類自然想出了應對措施，那就是在太空儀器上塗抹防護薄膜，這樣就能把兩塊金屬直接的原子隔離開來。對此，你有什麼看法呢？

㈢ 如果兩塊金屬在太空中接觸，就會熔接在一起，為什麼

兩塊表面潔凈的金屬，在高真空度的條件下緊密貼在一起，時間久了以後就會粘合到一起，這叫做「冷焊現象」。

物理學告訴我們，原子的微觀熱運動，在宏觀層面就是溫度；熱力學和量子力學都告訴我們，絕對零度不可達到，微觀層面的熱運困弊磨動始終存在。

固體金屬的原子之間由化學鍵連接，兩塊金屬在高真空狀態下接觸，由於它們之間沒有其他物質的阻礙，兩側金屬的原子在熱運動提供的動能下，會發生隨機的漂移，然後在表面層緩慢地相互滲透和擴散，最終導致兩塊金屬粘在一起，這就是冷焊現象。

非金屬物質，不同的金屬之間，也可能發生冷焊現象，主要看材料本身的延展性，以及兩側材料的相容性，接觸壓力等等。

在空氣中的兩塊金屬很難發生冷焊現象，這是因為空氣中的金屬很容易在表面生成氧化物，阻礙了金屬原子的相互滲透，另外接觸時由於表面不可能絕對光滑，空氣中的氣體分子也會阻礙金屬原子的相互滲透，但是在真空中，冷焊現象將會很明顯。

冷焊現象對人類有好處也有壞處，比如在1989年，美國NASA發射了伽利略號木星探測器，在離開地球時發現飛船的主天線無法完全打開，主天線一共18根，有3根無法打開，好在備用天線能用。

這導致飛船與地球之間的傳輸效率大打折扣，本來主天線完全打開能以每秒134K的速度向地球傳送信息的，現在每秒只能傳輸大約1K的數據，正是因為該故障，伽利略號木星探測器不得不放棄幾個預先安排好的任務，比如對木衛一的探測等等。

經過研究發現，伽利略號主天線無法完全打開的原因正是「冷焊現象」，伽利略號本定於1986年發射的，後來因為挑戰號失事發射時間被推遲，經地面的多次改造和長時間的儲存，折疊主天線由於冷焊現象粘在一起，導致升空汪斗後無法正常打開，經此教訓之後，以後的航天器都會對可能發生冷焊的地方進行特殊處理。

現在，人們根據冷焊發生的原理，發明了各種各樣的冷焊機，比如手鉗冷焊機無需使用電能也能焊接，原理是施加壓力把金屬（鋁、銅、鉑、錫等等）表面積擴大，使原來阻礙焊接的保護膜破裂，然後在負載的作用下，讓潔凈的金屬基質緊密接觸並融合，實現原子層面的連接。

這種現象是存在的，在學術和技術上稱為「冷焊」，雖然還不清楚人類有沒有在太空中做過這樣的實驗，但是這樣的事情卻在太空中發生過。美國人發射的一架探測器曾經發生過這樣的事情，這架探測器本來是要去探測幾大行星的，在探測完金星水星之後，其天線旋轉軸就被冷焊焊住了，沒辦法只好啟用了備用天線，但是效率只有主天線的百分之一。

那麼為什麼會發生這種現象呢？其實道理也很簡單，就是兩塊相同的金屬在太空真空環境下接觸的時候，其兩個接觸面表層的原子之間沒有任何阻擋，那麼在接觸的時候兩個表層上的原子就會相互抓住對方，使之成為一體，冷焊現象就是這樣發生的。美國人的探測器之所以出現那種狀況，就是因為其旋轉軸的金屬連接處處理的太簡單，探測器的進入太空之後，經過一段時間的使用，上面的氧化層被磨掉了，在暫停使用的時候，冷焊現象就發生了。

那麼這地球上為什麼很少看到這種現象呢？其實主要有兩個原因，首先就是金屬的裸露面會迅速氧化，形成一個氧化層，這樣兩塊金屬在一塊的時候，會因為氧化層的阻隔而無法發生冷焊現象，還有一個原因就是地球上空氣的存在會使兩塊金屬之間有所阻擋，所以兩塊金屬的金屬原子難以直接相連，那麼冷焊現象當然就不容易發生了。

但是地球上也並不是絕對不會發生這種現象，如果兩塊金屬的表層不氧化，並且之間沒有空氣等東西隔開的話，把它們放到一起擠壓一下，使其接觸面的原子充分的接觸，也是會發生冷焊現象的。

這個現象在太空 探索 中非常重要，其實科學上有一個專有名詞來形容這種現象，「冷焊」。傳統的焊接需卜頃要高溫將兩塊等待焊接的金屬融化，熔融狀態下的金屬相互擴散、融合到一起，降溫之後固化連接到一起。

冷焊則是指在常溫甚至低溫狀態下，兩塊金屬碰到一起後融為一體的現象。對於這種現象，費曼曾經開玩笑地形容說：因為兩塊金屬中的原子搞不清楚自己到底屬於哪一塊金屬，於是乾脆融合到了一起。

這自然是玩笑話，原子不會有意識，但金屬原子的擴散確實真實發生的。通常情況下我們觀察不到這種現象，是因為地球表面充滿了大氣，將兩塊金屬放到一起，他們之間還是會有隔層，例如氧化層或者空氣層。這些隔層組織了金屬原子的自由擴散，使得通常情況下兩塊金屬無法自動合為一體。但在太空之中，沒有氧化層和氣體層的阻隔，兩塊金屬的原子可以自由擴散，無縫銜接到一起後，於是就會發生「冷焊」現象。

這種現象對太空 探索 影響很大。例如上世紀美國發射的伽利略號木星探測器，就是由於發生了冷焊現象，造成天線無法按計劃打開，信號傳導大受影響。因此為了防止這種現象發生，折疊裝置、傳動裝置之間都會使用油類或其他物質相互隔開，避免兩塊分離的金屬靠在一起時融合到一起，影響正常功能。

㈣ 兩塊金屬在太空中接觸，就會熔接在一起，原因是什麼

最主要的原因是太空中處於真空的狀態，而在這種世銷狀態之下，金屬接觸就會形成冷焊，讓金屬不斷的形成融化的狀態，而且兩種狀態搜培游之間的分子也會進行中仔融合。

㈤ 如果兩塊金屬在太空中接觸，就會熔接在一起，為什麼

先看第沒顫一手資料吧，具體的事件討論可以從NASA和ESA（歐空局）的官方公開文檔中找到：

ESA（歐空局）的文檔：《由於 表面沖擊 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：在航天器的測試和運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 沖擊或微動磨損 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數據。。。。。。（ 冷焊接、沖擊、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准焊在C點）

重要表述 1 ：在地面上，不受沖擊或微動影響的金屬界面之間的粘附是不常見的。這是因為在每次打開後，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數據。

靜態接觸 下粘著力為 0.2牛 。

沖擊接觸 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，不同類型的金屬有助於降低粘咐州著力，比如使用不銹鋼與高碳鋼接觸。或者可以使用塗層 （不同類型的金屬、塗層）

NASA的文檔：《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序----打開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。在部署程序中，天線像傘一樣打開， 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、組成和環境的大量數據。

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衡察蔽的電磁力引起的。

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、油脂和更復雜的污染物表層之間，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

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參考文獻就不列了

這種現象是存在的，在學術和技術上稱為「冷焊」，雖然還不清楚人類有沒有在太空中做過這樣的實驗，但是這樣的事情卻在太空中發生過。美國人發射的一架探測器曾經發生過這樣的事情，這架探測器本來是要去探測幾大行星的，在探測完金星水星之後，其天線旋轉軸就被冷焊焊住了，沒辦法只好啟用了備用天線，但是效率只有主天線的百分之一。

那麼為什麼會發生這種現象呢？其實道理也很簡單，就是兩塊相同的金屬在太空真空環境下接觸的時候，其兩個接觸面表層的原子之間沒有任何阻擋，那麼在接觸的時候兩個表層上的原子就會相互抓住對方，使之成為一體，冷焊現象就是這樣發生的。美國人的探測器之所以出現那種狀況，就是因為其旋轉軸的金屬連接處處理的太簡單，探測器的進入太空之後，經過一段時間的使用，上面的氧化層被磨掉了，在暫停使用的時候，冷焊現象就發生了。

那麼這地球上為什麼很少看到這種現象呢？其實主要有兩個原因，首先就是金屬的裸露面會迅速氧化，形成一個氧化層，這樣兩塊金屬在一塊的時候，會因為氧化層的阻隔而無法發生冷焊現象，還有一個原因就是地球上空氣的存在會使兩塊金屬之間有所阻擋，所以兩塊金屬的金屬原子難以直接相連，那麼冷焊現象當然就不容易發生了。

但是地球上也並不是絕對不會發生這種現象，如果兩塊金屬的表層不氧化，並且之間沒有空氣等東西隔開的話，把它們放到一起擠壓一下，使其接觸面的原子充分的接觸，也是會發生冷焊現象的。

這個現象在太空 探索 中非常重要，其實科學上有一個專有名詞來形容這種現象，「冷焊」。傳統的焊接需要高溫將兩塊等待焊接的金屬融化，熔融狀態下的金屬相互擴散、融合到一起，降溫之後固化連接到一起。

冷焊則是指在常溫甚至低溫狀態下，兩塊金屬碰到一起後融為一體的現象。對於這種現象，費曼曾經開玩笑地形容說：因為兩塊金屬中的原子搞不清楚自己到底屬於哪一塊金屬，於是乾脆融合到了一起。

這自然是玩笑話，原子不會有意識，但金屬原子的擴散確實真實發生的。通常情況下我們觀察不到這種現象，是因為地球表面充滿了大氣，將兩塊金屬放到一起，他們之間還是會有隔層，例如氧化層或者空氣層。這些隔層組織了金屬原子的自由擴散，使得通常情況下兩塊金屬無法自動合為一體。但在太空之中，沒有氧化層和氣體層的阻隔，兩塊金屬的原子可以自由擴散，無縫銜接到一起後，於是就會發生「冷焊」現象。

這種現象對太空 探索 影響很大。例如上世紀美國發射的伽利略號木星探測器，就是由於發生了冷焊現象，造成天線無法按計劃打開，信號傳導大受影響。因此為了防止這種現象發生，折疊裝置、傳動裝置之間都會使用油類或其他物質相互隔開，避免兩塊分離的金屬靠在一起時融合到一起，影響正常功能。

㈥ 如果兩塊金屬在太空中接觸，就會熔接在一起為什麼

壓力和溫度作用下，原子做擴散運動，粒子之間作用力對粒子的束縛變小，那麼反過來太空環境下壓力和溫度低那麼作用力對粒子的束縛就會增強。同種金屬光滑表面接觸，此時粒子之間距離可以跡脊達到很近足夠粒子間作用力發揮作用，自然就會束縛在一起，絕友宏觀上就表現為所謂的冷焊

看來不光火是運動，各種物質之所以能組織在一起以及它們各自表現出來的各種特性，都是原子層面運動的體現，固液氣、可塑不可塑都是運動程度的表現，如果不運動了，恐怕就是一片微塵了。

在太空中,由於物體之間沒有空氣的阻擋,當兩塊相同的金屬碰到一起時,接觸面的原子就會開始擴散,兩塊金屬的原子慢慢地融合在一起,不分彼此,於是就發生了「冷焊」現象。

㈦ 如果兩塊金屬在太空中接觸，就會熔接在一起，為什麼

沒那麼邪門，要不然載人航天中飛船怎麼分離?這種現象是所謂的「冷焊」，多發生於光潔、無氧化層隔離的金屬面之間，需要一定的外力壓迫，才能使兩塊金屬結合在一起。

在地球上這種現象也會發生，中學物理中有個實驗，就是將一塊鉛金屬一分為二，然後將切面對在一起，用東西夾起來，過一段時間兩者又會結合在一起。其實是由於微觀層面物質的擴散有關，鉛這種重金屬的熔點並不是特別高，而重金屬的氧化較為困難，表面沒有氧化膜，鉛金屬塊的切面就十分平整光滑，鉛原子的自由擴散會向著對方滲透，於是在切面上又出現新的結晶，最終連結在一起。這並不是什麼特別神秘的現象，和常見的焊接不通過，常見的焊接是直接利用高溫使金屬熔化，同時焊條中也有金屬材料，於是在焊接處形成新的金屬團，將兩個構件連接起來。

而冷焊的優點也使得冷焊在航天中可能也有一定的應用，冷焊並不需要特別地加熱，是在常溫下進行，同時由於是金屬原子自由擴散引發，所以接頭的應力能比較均勻地分布在全部膠面上，金屬的抗疲勞能力更強，對於承受頻繁壓力、震盪的金屬構件，對金屬的抗疲勞能力考驗比較大，此時就需要一體化的鑄件或者是冷焊形成的強度高穩定性強的鑄件。

如今航天活動已經比較常規，但主要還是大國的玩具，太空中預防冷焊也做的很到位，現代很少因為此問題導致衛星發射失敗，發射失敗主要還是火箭製造問題或者是入軌時的測控問題。

㈧ 在太空中相遇的兩塊金屬，為何會神奇的焊接到一起

太空中相遇的兩塊金屬焊接在一起的現象叫做“冷焊”現象，那為什麼會有這么神奇的現象呢？主要就是因為物質是由原子構成，原子之間的相互結合就會出現這樣的情況。

太空中發生的“冷焊”現象，本質上也是一種加壓的“焊接”方式，隨著科技的發展人們也想到了一些方法來解決這樣的情況，我們顫族可以在太空材料的表面塗上一層防護薄膜，這樣兩塊金屬的原子之間就產生了“阻隔”，也就能防止“冷焊”現象的發生。氧化鋁、三氧化二鉻、二硫化鉬等這些物質，我們可以利用這些氧化物製造的薄膜來有效降低金屬之間產生的摩擦，從而有效降低航天器上的金屬部件發生“冷焊”亂世的情況。