焊接是一種常用的連接金屬的工藝,,它通常需要在較高的溫度下進行,然而就在最近,,來自美國的研究人員利用巧妙的方法成功實現(xiàn)室溫下的焊接,。 眾所周知,,當(dāng)溫度降低到一定程度時,液態(tài)的物體會凝固成固體,。然而實際上液態(tài)分子結(jié)晶的過程需要晶核來觸發(fā),,通常充當(dāng)晶核角色的包括液體本身存在的雜質(zhì)、外來的塵埃以及容器中的氣泡等,。如果液體非常純凈,,又沒有外界的擾動,那么它可以在溫度明顯低于凝固點的情況下仍然保持液態(tài),,這種現(xiàn)象稱為過冷,。 來自美國愛荷華州立大學(xué)(Iowa State University)的研究人員正是巧妙利用了過冷現(xiàn)象。他們將兩種低熔點的合金(熔點分別為62 oC 和139 oC)添加到含有乙酸的二甘醇中,,隨后將溶液溫度升高至合金熔點以上并劇烈攪拌,,使得液態(tài)金屬分散成直徑只有幾個到十幾個微米的液滴。在這個過程中,,液滴表面的金屬先后與氧氣和乙酸反應(yīng),,形成保護層。當(dāng)溶液溫度降至室溫后,,處于過冷態(tài)的液態(tài)金屬由于受到保護層的阻隔無法與晶核接觸,,因此可以長時間保持液態(tài)。而當(dāng)受到外力壓迫時,,金屬液滴的保護層破裂,,使得液態(tài)金屬迅速固化。研究人員將這種合金液滴添加到兩塊金屬之間,,只需輕輕一壓,,固化的合金就將兩塊金屬連接起來,實現(xiàn)了室溫下的焊接,。 業(yè)內(nèi)人士表示,,這項研究非常有趣,或許可以為許多生產(chǎn)過程帶來變革,,例如在微電子工藝中,,這種方法或許可以消除加熱對電子元件造成的損害。 |
|