Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Дәнекерлеу процесінде интерфейсте балқыту немесе қыздыру болмайтын қосылу жүзеге асырылады.
Welding process in which joining occurs without melting or heating the interface
Суық дәнекерлеу немесе контактілік дәнекерлеу – екі қосылатын бөлшектің интерфейсінде қосылу балқу немесе қыздырусыз жүзеге асырылатын қатты күйдегі дәнекерлеу процесі. Құю дәнекерлеуден айырмашылығы, қосылыста сұйық немесе балқыған фаза болмайды. Суық дәнекерлеу алғаш рет 1940 жылдары жалпы материалдық құбылыс ретінде танылды. Кейін екі таза, тегіс металл беттері вакуумда жақын келгенде мықты жабысатыны анықталды (Ван дер Ваальс күшіне қараңыз). Жақында ашылған микро және нано масштабтағы суық дәнекерлеу наноөндіріс процестерінде перспективалы екенін көрсетті. Қолданылу аймақтарына сым және электрлік қосылыстар (мысалы, изоляцияны ығыстыру қосылыстары және сым орау қосылыстары) жатады.
Cold welding or contact welding is a solid state welding process in which joining takes place without fusion or heating at the interface of the two parts to be welded. Unlike in fusion welding, no liquid or molten phase is present in the joint. Cold welding was first recognized as a general materials phenomenon in the 1940s. It was then discovered that two clean, flat surfaces of similar metal would strongly adhere if brought into contact while in a vacuum (see Van der Waals force). Newly discovered micro and nano scale cold welding has shown potential in nanofabrication processes. Applications include wire stock and electrical connections (such as insulation displacement connectors and wire wrap connections).
Ғарышта
Алғашқы спутниктердегі механикалық проблемалар кейде суық дәнекерлеуге байланысты болды. 2009 жылы Еуропалық ғарыш агенттігі, ғарыш кемелерін жобалайтындардың мұқият қарастыруын қажет ететін суық дәнекерлеудің маңызды мәселе екенін көрсететін, сарапшылардың пікірін білдірген мақала жариялады. Мақалада сондай-ақ 1991 жылғы "Галилео" ғарыш кемесінің жоғары күшейткіш антеннасымен байланысты нақты мысал келтірілген. Қиындықтардың бірі – суық дәнекерлеу біріктірілмек беттердің арасындағы салыстырмалы қозғалысты тоқтатуға мүмкіндік бермейді. Бұл кейбір жағдайларда қағылу, үйкеліс, жабысу және адгезия сияқты кең мағынадағы түсініктердің араласуына әкелуі мүмкін. Мысалы, бір түйін суық (немесе "вакуумдық") дәнекерлеу және қағылу (немесе үйкеліс немесе соққы) нәтижесінде пайда болуы мүмкін. Сондықтан, қағылу және суық дәнекерлеу өзара байланысты емес.
Mechanical problems in early satellites were sometimes attributed to cold welding. In 2009 the European Space Agency published a peer reviewed paper detailing why cold welding is a significant issue that spacecraft designers need to carefully consider. The paper also cites a documented example from 1991 with the Galileo spacecraft high gain antenna. One source of difficulty is that cold welding does not exclude relative motion between the surfaces that are to be joined. This allows the broadly defined notions of galling, fretting, stiction and adhesion to overlap in some instances. For example, it is possible for a joint to be the result of both cold (or "vacuum") welding and galling (or fretting or impact). Galling and cold welding, therefore, are not mutually exclusive.
Наноөлшемі
Макромасштабтағы суық дәнекерлеу процесінен өзгеше, ол әдетте үлкен қысым талап етеді, ғалымдар бір кристалды, өте жұқа алтын наносымдардың (диаметрі 10 нм-ден кем) тек механикалық контакт арқылы және едәуір төмен қысымда бірнеше секунд ішінде суық дәнекерлене алатынын анықтады. Жоғары ажыратымдылықтағы электронды микроскопия және in situ өлшемдер дәнекерлеудің дерлік мінсіз екенін, олардың кристалл бағыты, күші және электр өткізгіштігі наносымның қалған бөлігімен бірдей екенін көрсетті. Дәнекерлеудің жоғары сапасы наноөлшемді үлгілерге, бағытталған қосылу механизмдеріне және механикалық көмекпен жүзеге асырылатын жылдам беттік диффузияға байланысты. Алтын мен күміс, күміс пен күміс арасында да наноөлшемді дәнекерлеу көрсетілді, бұл құбылыстың жалпы қолданылуға болатындығын көрсетеді, сондықтан ол жаппа металдар немесе металл қабықшалары үшін макроскопиялық суық дәнекерлеудің бастапқы кезеңдерінің атомдық тұрғысынан түсінігін ұсынады.
Unlike cold welding process at macro scale which normally requires large applied pressures, scientists discovered that single crystalline ultra thin gold nanowires (diameters less than 10 nm) can be cold welded together within seconds by mechanical contact alone, and under remarkably low applied pressures. High resolution transmission electron microscopy and in situ measurements reveal that the welds are nearly perfect, with the same crystal orientation, strength and electrical conductivity as the rest of the nanowire. The high quality of the welds is attributed to the nanoscale sample dimensions, oriented attachment mechanisms and mechanically assisted fast surface diffusion. Nanoscale welds were also demonstrated between gold and silver, and silver and silver, indicating that the phenomenon may be generally applicable and therefore offer an atomistic view of the initial stages of macroscopic cold welding for either bulk metals or metallic thin film.