太空中金屬間產生的怪異現象——冷焊，曾給美國航天局制造大麻煩

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在太空中，如果兩個同類的金屬相互接觸，很容易就會粘在一起，產生這種現象的原因就是因為金屬之間發生了冷焊。我們平時所見到的各種焊接基本都是利用高溫將金屬熔融，凝固後的金屬融為一體也就焊接起來了，比如電焊、氣焊、摩擦焊等。而冷焊因為在常溫下即可進行，這就體現了“冷”字的意義。

冷焊現象是怎麼產生的

在太空中與在地球上的環境不一樣，在太空中物體不受重力作用，同時周圍還沒有空氣，而影響冷焊發生的因素就是空氣。太空中基本上屬於真空環境，當兩個物體相互接觸時，由於它們之間沒有氣體的阻隔，金屬原子之間可以說是真的接觸到。

而在地球上，如果我們將兩塊金屬壓在一起，實際上在金屬之間還會存在著一層很薄的氣體層將它們隔開，因為物體本身對氣體分子就存在著吸附作用，我們很難將它們完全擺脫，所以在地球上正常情況下不會發生冷焊現象，除非我們給予兩塊金屬板很大的壓力將中間的氣體給完全擠走，這個時候它們就很有可能會粘在一起。

那麼兩個完全相互接觸的金屬板又是如何焊接在一起的呢？這主要還是因為金屬原子的擴散作用。說到擴散我們很快會想到氣體和液體，因為這兩類物質屬於流體，在生活中我們很容易就能看到這類狀態物質的擴散作用。事實上固體同樣也會發生擴散作用，只是相比於氣液態沒有那麼明顯，所以不容易被我們觀察到。

在真空中，兩個完全接觸的金屬之間原子會相互擴散，融合，從而不斷的產生新的金屬鍵，使兩塊金屬被“焊”在一起。有科學家就專門研究過冷焊現象，利用納米金線在真空狀態下接觸，發現僅需兩分鐘左右，兩根納米絲就開始粘連。

由於擴散速率與壓力有關，壓力越大，原子的擴散速率越快，那麼產生冷焊的效果就越明顯。同時物體的尺寸學校越小，冷焊現象產生的也越快。

另外，太空中金屬不易產生氧化層，沒有氧化層的阻隔，原子之間也會更容易擴散發生冷焊現象。

美國航天局發射伽利略號探測器曾遭遇冷焊問題

在1989年，美國曾發射一顆伽利略號探測器用於探測木星，由於到達木星路途遙遠，於是為此設計了一款體積較大的信號接收器，並且為了保護接收器不受太陽輻射的損害，計劃在一年半後再將天線展開。但後來問題來了，地面科學家通過向伽利略號發射指令展開信號接收器，卻發現無法展開，經過層層排查最後發現幾根天線支架之間由於冷焊作用而粘結，所以無法將天線展開，最後好在探測器上還有一個很小的副天線，雖然副天線的帶寬只有主天線的幾百分之一，但最終還是依靠它成功完成了大量的科研任務。

小小的冷焊現象差點使美國投入伽利略號的十幾億美元打水漂。

在探測器飛行的過程中由於儀器的振動也會促進冷焊的產生，由於振動過程導致不同金屬之間發生摩擦、撞擊，提供了擴散作用所需的能量勢壘，促進了原子的擴散作用，所以現在的設備進入太空都需要充分考慮到冷焊問題，防止帶來不必要的麻煩。