太空上为什么会自动焊接在一起

㈠ 为什么两块金属在太空中接触会焊接在一起

这种现象并不神秘，被称作冷焊，已经被广泛应用于工业生产。虽然叫冷焊，不过并不是因为太空太冷，这两块金属冻在了一起。

人类在 探索 太空时就曾因为这种现象得到过教训。NASA于1989年发射了伽利略号木星探测器，发射前一切检查都正常，可当探测器进入太空后却发现主天线无法完全打开，好在有备用天线，不然整个任务就只能宣告厅祥结束。

可这个备用天线功率太小，使得传输效率大打折扣。为此，伽利略号木星探测器不得不放弃了几个预定的探测任务，比如对木卫一的探测。

后来科学家通过研究发现，之所以会出现这种故障，就是因为伽利略号的折叠主天线由于冷焊现象部分粘在了一起，这才导致升空后主天线无法完全打开。经此教训，此后的航天器都会通过特殊处理，以应对可能发生的冷焊现象。

那么为什么会滑伏核发生冷焊现象呢？

我们通常焊接时都是将两个接触物体加热，然后融合在一起。冷焊就是指不需要加热就能将物体焊接在一起。

冷焊的发生基于扩散现象。众所周知，物质都是由原子构成的，而原子等粒子在永不停息地做不规则的热运动，这种运动又叫布朗运动。当物体之间长时间接触，接触面的粒子就会因布朗运动而发生扩散，比如将两块铅块表面削平，紧紧按压在一起，时间一久，它们便会粘在一起。

虽然非金属物质之间、不同金属之间都可能发生冷焊现象，不过冷焊现象的发生也需要一定的条件。

其实，两块金属在太空中接触，若只是接触，并不会发生冷焊现象，需要一定的条件，比如施加压力，相互摩擦等。超声波焊接就是利用高频振动产生的摩擦使两个物体熔合在一起的。总之，就是需要提供足够的能量，才能使接触面间的原子顺利牵手，从而发生冷焊现象。此外，两种材料的相容性也决定了冷焊的发生概率，比如条件合适的情况下，两块黄金之间就比较容易发生冷焊现象。

太空属高度真空环境，两块光洁的金属接触时，且接触面没有氧化层，由于没有空气阻碍，会接触得非常紧密，基于扩散现象，接触面的原子会更容易连接在一起，最终导致两块金属粘在一起，于是便发生了冷焊现象。而且太空属于无氧环境，即使氧化层磨掉了，金属表面也不会再氧化，这更加剧了冷焊现象的发生概率。

地球上不容易发生冷焊现象，就是因为金属暴露在空气中，表面大多有氧化层存在，并且两个接触面之间通常还存在空气层。

伽利略号木星探测器的折叠天线之所以发生冷焊，是因为活动接口处的处理不当，再加上后期的震动摩擦，从而产生了冷焊现信掘象。

冷焊容易使航天器上的一些活动部件发生故障，比如加速轴承磨损，导致太阳能电池翼伸展困难等。为了应对航天领域的这一危害，可以选择不易发生冷焊的配偶材料，以及在接触面上镀膜，或者上点润滑剂，这样能降低金属之间的摩擦，有效降低冷焊现象发生的概率。

冷焊现象虽然在某一方面有害，但也有好的一面。由于焊接过程中不需用高温加热，材料几乎没有收缩率，所以焊接口不容易产生微小的裂纹，故而焊接后的强度较高，不易开裂脱落。

其实，任何现象背后都有其科学原理，当你弄懂之后就不会觉得神秘。关注我，不迷路。

㈡ 两块金属在太空中相遇，为何会自动焊接到一起科学家给出答案了吗

世界之大，无奇不有！在早年前，人类向太空发射卫星或者探测器的时候，安装在仪器上的太阳能板时常都会莫名其妙的出现问题，这个奇怪的现象一度让科学家们感到无从下手。经过御腊科学家们的研究后发现，原来太阳能板在太空中延展的时候，会自动的焊接到一起。那么，为何两块金属在太空中相遇时，会自动焊接到一起呢？

太空中的“冷焊”也曾给人类带来了巨渗拆升大的损失，诸多航天器都曾受其影响。自从人类找到了航天器太阳能板出问题的原因后，就立即着手解决，聪明的人类自然想出了应对措施，那就是在太空仪器上涂抹防护薄膜，这样就能把两块金属直接的原子隔离开来。对此，你有什么看法呢？

㈢ 如果两块金属在太空中接触，就会熔接在一起，为什么

两块表面洁净的金属，在高真空度的条件下紧密贴在一起，时间久了以后就会粘合到一起，这叫做“冷焊现象”。

物理学告诉我们，原子的微观热运动，在宏观层面就是温度；热力学和量子力学都告诉我们，绝对零度不可达到，微观层面的热运困弊磨动始终存在。

固体金属的原子之间由化学键连接，两块金属在高真空状态下接触，由于它们之间没有其他物质的阻碍，两侧金属的原子在热运动提供的动能下，会发生随机的漂移，然后在表面层缓慢地相互渗透和扩散，最终导致两块金属粘在一起，这就是冷焊现象。

非金属物质，不同的金属之间，也可能发生冷焊现象，主要看材料本身的延展性，以及两侧材料的相容性，接触压力等等。

在空气中的两块金属很难发生冷焊现象，这是因为空气中的金属很容易在表面生成氧化物，阻碍了金属原子的相互渗透，另外接触时由于表面不可能绝对光滑，空气中的气体分子也会阻碍金属原子的相互渗透，但是在真空中，冷焊现象将会很明显。

冷焊现象对人类有好处也有坏处，比如在1989年，美国NASA发射了伽利略号木星探测器，在离开地球时发现飞船的主天线无法完全打开，主天线一共18根，有3根无法打开，好在备用天线能用。

这导致飞船与地球之间的传输效率大打折扣，本来主天线完全打开能以每秒134K的速度向地球传送信息的，现在每秒只能传输大约1K的数据，正是因为该故障，伽利略号木星探测器不得不放弃几个预先安排好的任务，比如对木卫一的探测等等。

经过研究发现，伽利略号主天线无法完全打开的原因正是“冷焊现象”，伽利略号本定于1986年发射的，后来因为挑战号失事发射时间被推迟，经地面的多次改造和长时间的储存，折叠主天线由于冷焊现象粘在一起，导致升空汪斗后无法正常打开，经此教训之后，以后的航天器都会对可能发生冷焊的地方进行特殊处理。

现在，人们根据冷焊发生的原理，发明了各种各样的冷焊机，比如手钳冷焊机无需使用电能也能焊接，原理是施加压力把金属（铝、铜、铂、锡等等）表面积扩大，使原来阻碍焊接的保护膜破裂，然后在负载的作用下，让洁净的金属基质紧密接触并融合，实现原子层面的连接。

这种现象是存在的，在学术和技术上称为“冷焊”，虽然还不清楚人类有没有在太空中做过这样的实验，但是这样的事情却在太空中发生过。美国人发射的一架探测器曾经发生过这样的事情，这架探测器本来是要去探测几大行星的，在探测完金星水星之后，其天线旋转轴就被冷焊焊住了，没办法只好启用了备用天线，但是效率只有主天线的百分之一。

那么为什么会发生这种现象呢？其实道理也很简单，就是两块相同的金属在太空真空环境下接触的时候，其两个接触面表层的原子之间没有任何阻挡，那么在接触的时候两个表层上的原子就会相互抓住对方，使之成为一体，冷焊现象就是这样发生的。美国人的探测器之所以出现那种状况，就是因为其旋转轴的金属连接处处理的太简单，探测器的进入太空之后，经过一段时间的使用，上面的氧化层被磨掉了，在暂停使用的时候，冷焊现象就发生了。

那么这地球上为什么很少看到这种现象呢？其实主要有两个原因，首先就是金属的裸露面会迅速氧化，形成一个氧化层，这样两块金属在一块的时候，会因为氧化层的阻隔而无法发生冷焊现象，还有一个原因就是地球上空气的存在会使两块金属之间有所阻挡，所以两块金属的金属原子难以直接相连，那么冷焊现象当然就不容易发生了。

但是地球上也并不是绝对不会发生这种现象，如果两块金属的表层不氧化，并且之间没有空气等东西隔开的话，把它们放到一起挤压一下，使其接触面的原子充分的接触，也是会发生冷焊现象的。

这个现象在太空 探索 中非常重要，其实科学上有一个专有名词来形容这种现象，“冷焊”。传统的焊接需卜顷要高温将两块等待焊接的金属融化，熔融状态下的金属相互扩散、融合到一起，降温之后固化连接到一起。

冷焊则是指在常温甚至低温状态下，两块金属碰到一起后融为一体的现象。对于这种现象，费曼曾经开玩笑地形容说：因为两块金属中的原子搞不清楚自己到底属于哪一块金属，于是干脆融合到了一起。

这自然是玩笑话，原子不会有意识，但金属原子的扩散确实真实发生的。通常情况下我们观察不到这种现象，是因为地球表面充满了大气，将两块金属放到一起，他们之间还是会有隔层，例如氧化层或者空气层。这些隔层组织了金属原子的自由扩散，使得通常情况下两块金属无法自动合为一体。但在太空之中，没有氧化层和气体层的阻隔，两块金属的原子可以自由扩散，无缝衔接到一起后，于是就会发生“冷焊”现象。

这种现象对太空 探索 影响很大。例如上世纪美国发射的伽利略号木星探测器，就是由于发生了冷焊现象，造成天线无法按计划打开，信号传导大受影响。因此为了防止这种现象发生，折叠装置、传动装置之间都会使用油类或其他物质相互隔开，避免两块分离的金属靠在一起时融合到一起，影响正常功能。

㈣ 两块金属在太空中接触，就会熔接在一起，原因是什么

最主要的原因是太空中处于真空的状态，而在这种世销状态之下，金属接触就会形成冷焊，让金属不断的形成融化的状态，而且两种状态搜培游之间的分子也会进行中仔融合。

㈤ 如果两块金属在太空中接触，就会熔接在一起，为什么

先看第没颤一手资料吧，具体的事件讨论可以从NASA和ESA（欧空局）的官方公开文档中找到：

ESA（欧空局）的文档：《由于 表面冲击 和来自 真空下的微动磨损 导致 可分离表面冷焊 的评估》

摘要：在航天器的测试和运行中常见的一种失效模式称为 冷焊接 。欧洲实验室称之为 黏滞、粘接或粘合 。。。。。。。两个接触面之间的冷焊可由 冲击或微动磨损 造成。这些表面可能是 裸金属，或无机或有机涂层金属及其合金 。。。。。。特别令人感兴趣的是不同材料的接触数据。。。。。。（ 冷焊接、冲击、微动磨损）

（上图中，地球观测卫星的一个扫描装置的Y形状的锚在微动磨损后被准焊在C点）

重要表述 1 ：在地面上，不受冲击或微动影响的金属界面之间的粘附是不常见的。这是因为在每次打开后，表面都会被 重新氧化 ，所以下次 接触时就会有新的氧化层 。在 太空中 ， 氧化层被不可逆地破坏 ，因此，金属与金属接触会产生焊接效果。（ 氧化层）

重要表述 2 ：粘着力的大小与实际接触面积密切相关。 （接触面积）

重要表述 3 ：对于典型的实验装置有如下数据。

静态接触 下粘着力为 0.2牛 。

冲击接触 下粘着力可达到 2牛 以上。

微动磨损 条件下粘着力可超过 18牛 。

重要表述 4 ：根据基础材料物理（关于化学键的有关理论）， 在金属，聚合物和陶瓷之间，应该没有技术上能够测量到的力 ，对于钢或铝与高分子材料的接触实验中没有发现违反这一论断的现象。当不可避免的使用金属时，不同类型的金属有助于降低粘咐州着力，比如使用不锈钢与高碳钢接触。或者可以使用涂层 （不同类型的金属、涂层）

NASA的文档：《伽利略高增益天线部署异常 》

摘要 ：1991年4月11日，伽利略号宇宙飞船执行了一个程序----打开宇宙飞船的高增益天线。天线的 启动锁在发射后就被释放了 ， 但并没有第一时间展开天线 ，以保护它免受太阳的炙烤。在部署程序中，天线像伞一样打开， 但却没能够完全展开 。。。。。。。

（上图为其未完全展开的高增益天线）

伽利略号飞船的任务是将一个探测器(惠更斯号探测器)送入木星的大气层，然后在木星系统中漫游两年，收集关于该系统的结构、组成和环境的大量数据。

产生“冷焊”的原因

关于细节，前面已经说的够明白了，听听费曼怎么说的，更加形象化。

金属键 是一种化学键，它是由导电电子（以离域电子的电子云形式）和带正电的金属离子之间衡察蔽的电磁力引起的。

产生这种出人意料的行为的原因是：当接触的原子都是同一种类型时， 原子无法“知道”它们属于不同的铜片（金属） 。当有其他原子存在时，在氧化物、油脂和更复杂的污染物表层之间，这些原子“知道”它们不在同一部分。

---------------------------理查德·费曼，费曼讲座，第12页，摩擦

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参考文献就不列了

这种现象是存在的，在学术和技术上称为“冷焊”，虽然还不清楚人类有没有在太空中做过这样的实验，但是这样的事情却在太空中发生过。美国人发射的一架探测器曾经发生过这样的事情，这架探测器本来是要去探测几大行星的，在探测完金星水星之后，其天线旋转轴就被冷焊焊住了，没办法只好启用了备用天线，但是效率只有主天线的百分之一。

那么为什么会发生这种现象呢？其实道理也很简单，就是两块相同的金属在太空真空环境下接触的时候，其两个接触面表层的原子之间没有任何阻挡，那么在接触的时候两个表层上的原子就会相互抓住对方，使之成为一体，冷焊现象就是这样发生的。美国人的探测器之所以出现那种状况，就是因为其旋转轴的金属连接处处理的太简单，探测器的进入太空之后，经过一段时间的使用，上面的氧化层被磨掉了，在暂停使用的时候，冷焊现象就发生了。

那么这地球上为什么很少看到这种现象呢？其实主要有两个原因，首先就是金属的裸露面会迅速氧化，形成一个氧化层，这样两块金属在一块的时候，会因为氧化层的阻隔而无法发生冷焊现象，还有一个原因就是地球上空气的存在会使两块金属之间有所阻挡，所以两块金属的金属原子难以直接相连，那么冷焊现象当然就不容易发生了。

但是地球上也并不是绝对不会发生这种现象，如果两块金属的表层不氧化，并且之间没有空气等东西隔开的话，把它们放到一起挤压一下，使其接触面的原子充分的接触，也是会发生冷焊现象的。

这个现象在太空 探索 中非常重要，其实科学上有一个专有名词来形容这种现象，“冷焊”。传统的焊接需要高温将两块等待焊接的金属融化，熔融状态下的金属相互扩散、融合到一起，降温之后固化连接到一起。

冷焊则是指在常温甚至低温状态下，两块金属碰到一起后融为一体的现象。对于这种现象，费曼曾经开玩笑地形容说：因为两块金属中的原子搞不清楚自己到底属于哪一块金属，于是干脆融合到了一起。

这自然是玩笑话，原子不会有意识，但金属原子的扩散确实真实发生的。通常情况下我们观察不到这种现象，是因为地球表面充满了大气，将两块金属放到一起，他们之间还是会有隔层，例如氧化层或者空气层。这些隔层组织了金属原子的自由扩散，使得通常情况下两块金属无法自动合为一体。但在太空之中，没有氧化层和气体层的阻隔，两块金属的原子可以自由扩散，无缝衔接到一起后，于是就会发生“冷焊”现象。

这种现象对太空 探索 影响很大。例如上世纪美国发射的伽利略号木星探测器，就是由于发生了冷焊现象，造成天线无法按计划打开，信号传导大受影响。因此为了防止这种现象发生，折叠装置、传动装置之间都会使用油类或其他物质相互隔开，避免两块分离的金属靠在一起时融合到一起，影响正常功能。

㈥ 如果两块金属在太空中接触，就会熔接在一起为什么

压力和温度作用下，原子做扩散运动，粒子之间作用力对粒子的束缚变小，那么反过来太空环境下压力和温度低那么作用力对粒子的束缚就会增强。同种金属光滑表面接触，此时粒子之间距离可以迹脊达到很近足够粒子间作用力发挥作用，自然就会束缚在一起，绝友宏观上就表现为所谓的冷焊

看来不光火是运动，各种物质之所以能组织在一起以及它们各自表现出来的各种特性，都是原子层面运动的体现，固液气、可塑不可塑都是运动程度的表现，如果不运动了，恐怕就是一片微尘了。

在太空中,由于物体之间没有空气的阻挡,当两块相同的金属碰到一起时,接触面的原子就会开始扩散,两块金属的原子慢慢地融合在一起,不分彼此,于是就发生了“冷焊”现象。

㈦ 如果两块金属在太空中接触，就会熔接在一起，为什么

没那么邪门，要不然载人航天中飞船怎么分离?这种现象是所谓的“冷焊”，多发生于光洁、无氧化层隔离的金属面之间，需要一定的外力压迫，才能使两块金属结合在一起。

在地球上这种现象也会发生，中学物理中有个实验，就是将一块铅金属一分为二，然后将切面对在一起，用东西夹起来，过一段时间两者又会结合在一起。其实是由于微观层面物质的扩散有关，铅这种重金属的熔点并不是特别高，而重金属的氧化较为困难，表面没有氧化膜，铅金属块的切面就十分平整光滑，铅原子的自由扩散会向着对方渗透，于是在切面上又出现新的结晶，最终连结在一起。这并不是什么特别神秘的现象，和常见的焊接不通过，常见的焊接是直接利用高温使金属熔化，同时焊条中也有金属材料，于是在焊接处形成新的金属团，将两个构件连接起来。

而冷焊的优点也使得冷焊在航天中可能也有一定的应用，冷焊并不需要特别地加热，是在常温下进行，同时由于是金属原子自由扩散引发，所以接头的应力能比较均匀地分布在全部胶面上，金属的抗疲劳能力更强，对于承受频繁压力、震荡的金属构件，对金属的抗疲劳能力考验比较大，此时就需要一体化的铸件或者是冷焊形成的强度高稳定性强的铸件。

如今航天活动已经比较常规，但主要还是大国的玩具，太空中预防冷焊也做的很到位，现代很少因为此问题导致卫星发射失败，发射失败主要还是火箭制造问题或者是入轨时的测控问题。

㈧ 在太空中相遇的两块金属，为何会神奇的焊接到一起

太空中相遇的两块金属焊接在一起的现象叫做“冷焊”现象，那为什么会有这么神奇的现象呢？主要就是因为物质是由原子构成，原子之间的相互结合就会出现这样的情况。

太空中发生的“冷焊”现象，本质上也是一种加压的“焊接”方式，随着科技的发展人们也想到了一些方法来解决这样的情况，我们颤族可以在太空材料的表面涂上一层防护薄膜，这样两块金属的原子之间就产生了“阻隔”，也就能防止“冷焊”现象的发生。氧化铝、三氧化二铬、二硫化钼等这些物质，我们可以利用这些氧化物制造的薄膜来有效降低金属之间产生的摩擦，从而有效降低航天器上的金属部件发生“冷焊”乱世的情况。