冷焊

冷焊或接触焊是一种固态焊接工艺，在这种工艺中，在待焊接的两个部件的界面处无需熔化或加热即可进行连接。 与熔焊不同，接头中不存在液相或熔融相。

冷焊在 1940 年代首次被认为是一种普遍的材料现象。 后来发现，如果在真空中接触两个干净、平坦的类似金属表面，它们会牢固地粘附在一起（参见范德华力）。 新发现的微米级和纳米级冷焊已显示出在纳米制造过程中的潜力。

出现这种意外行为的原因是，当接触的原子都是同类时，原子无法知道它们在不同的铜片中。 当存在其他原子时，在氧化物和油脂中以及介于两者之间的更复杂的污染物薄表面层中，原子知道它们何时不在同一部分上。

—>理查德·费曼，费曼物理学讲座，12-2 摩擦

冷焊常见于连接实心铜线。 线头被放入爪中并压在一起。 重复此过程，直到接头牢固为止。 小电线可以用手持式手动焊机连接，而大电线则需要液压焊机。 接头比基本钢丝更牢固。

应用包括线材和电气连接（例如绝缘刺破连接器和绕线连接）。

早期卫星的机械问题有时归因于冷焊。

2009 年，欧洲航天局发表了一篇经过同行评审的论文，详细说明了为什么冷焊是航天器设计师需要仔细考虑的一个重要问题。 该论文还引用了 1991 年伽利略航天器高增益天线的记录示例。

困难的来源之一是冷焊不排除待连接表面之间的相对运动。 这使得磨损、微动磨损、静摩擦和粘附等广泛定义的概念在某些情况下可以重叠。 例如，接头可能是冷焊（或真空）焊接和磨损（或微动磨损或冲击）的结果。 因此，磨损和冷焊并不相互排斥。

与通常需要大施加压力的宏观冷焊工艺不同，科学家们发现单晶超细金纳米线（直径小于 10 纳米）可以仅通过机械接触在几秒钟内冷焊在一起，并且施加的压力非常低 . 高分辨率透射电子显微镜和原位测量表明，焊缝近乎完美，与纳米线的其余部分具有相同的晶体取向、强度和导电性。 焊接的高质量归因于纳米级样品尺寸、定向连接机制和机械辅助的快速表面扩散。 金与银、银与银之间也出现了纳米级焊缝，表明该现象可能普遍适用，因此提供了大块金属或金属薄膜宏观冷焊初始阶段的原子视图。