ריתוך קר

ריתוך קר הוא תהליך ריתוך  שבו חיבור של שתי מתכות מתרחש ללא חימום של הממשק של שני החלקים שמרותכים. בשנות ה-40 התגלה ששתי מתכות בעלות פני שטח נקיים וחלקים מתמזגות כשהן באות במגע ונוצר ביניהן ואקום. האטומים בפיסת מתכת אחת משתלבים עם האטומים בפיסה השנייה, וכפי שריצ'רד פיינמן תיאר את תוצאת הריתוך הקר: "לאטומים אין אפשרות לדעת מאיזו פיסה הם הגיעו".

 ריתוך קר בחלל 
בשנת 2005 האנטנה הראשית באחד הלוויינים במערך גלילאו (מערכת ניווט לוויינית של האיחוד האירופי), שהייתה אמורה להיפתח לצורת מטרייה, לא נפתחה כראוי, ונראה שאחת מצלעותיה נתקעה בעמוד התומך. בתחילה לא היה ברור איך זה קרה, אך לבסוף מצאו שחלקים ממנה נדבקו בגלל ריתוך קר. הם נדבקו מעצמם בשל הניקיון בחלל.

בשנת 2009 פרסמה סוכנות החלל האירופית מאמר מדוע ריתוך קר הוא בעיה קשה שמתכנני לוויינים יצטרכו לקחת ברצינות. בפועל נראה שמקרים כאלה הם נדירים. תאורטית ריתוך קר עשוי לשמש בחלל כדי לחבר עצמים, כגון חלקי חילוף של חללית, ללא צורך בחימום.

ריתוך קר אינו מתקיים רק בחלל, גם על כדור הארץ ניתן ליצור אותו, כאשר מצמידים זו לזו שתי פיסות מתכת בעלות פני שטח נקיים ומלוטשים. פיסות המתכת צריכות להיות ממתכות זהות או מתכות שונות שדומות זו לזו בתכונות.

 ננו מידות  
למרות שבדרך כלל ריתוך קר מתקיים במיקרו מידות בכמות לחץ גדולה מאוד, מדענים גילו שחוטי זהב יחידים ודקים במיוחד, יכולים לעבור ריתוך קר אך ורק על ידי מגע מתכתי וכמעט ללא לחץ כלל. תמונות במיקרוסקופ אלקטרוני חודר בהפרדה גבוהה, ומדידות בזמן אמת, מגלות כי הריתוכים כמעט מושלמים, עם אותה אוריינטציה גבישית, חוזק ומוליכות חשמלית כמו שאר הננו-חוט. איכות הריתוכים הגבוהה מיוחסת לממדים הננומטריים של הדגימה, למנגנוני התחברות מכוונת ולדיפוזיית פני שטח  מהירה בסיוע מכני. ריתוכים ננומטריים הודגמו גם בין זהב וכסף, ובין כסף לכסף, דבר שמרמז כי התופעה עשויה להיות כללית, ולכן מציעה מבט אטומי על השלבים הראשונים של ריתוך קר מאקרוסקופי, הן במתכות בתפזורת והן בסרטים דקים מתכתיים.

 פתרונות 
בדרך כלל, למתכות שמשוגרות מכדור הארץ יש "שכבת ציפוי" מחמצן, שכן הן באו במגע עם חמצן מכדור הארץ. 
שכבה זו נשמרת גם כאשר הלוויינים משוגרים לחלל ובכך נמנעת לרוב האפשרות של ריתוך קר.

 מקורות מידע 
http://space.stackexchange.com/questions/4169/how-is-the-unwanted-cold-welding-prevented-in-space
Contact Adhesion of Thin Gold Films on Elastomeric Supports: Cold Welding Under Ambient Conditions, Science, 253, 5021 (16 Aug. 1991), p. 776
Cold welding of ultrathin gold nanowires, Nature Nanotechnology, Y. Lu et al. 5, (14 Feb. 2010, doi:10.1038/nnano.2010.4), p. 213-224

http://esmat.esa.int/Publications/Published_papers/STM-279.pdf
קישורים חיצוניים

קטגוריה:ערכים שבהם תבנית בריטניקה אינה מתאימה
קר