อ่าน 2 นาที
การเชื่อมเย็น
การเชื่อมเย็น หรือ การเชื่อมแบบสัมผัส เป็น กระบวนการ เชื่อม ในสถานะ ของแข็ง ซึ่งการเชื่อมต่อเกิดขึ้นโดยไม่มี การหลอมเหลว หรือความร้อนที่บริเวณรอยต่อของชิ้นส่วนสองชิ้นที่จะเชื่อม...
การเชื่อมเย็น

การเชื่อมเย็นหรือการเชื่อมแบบสัมผัสเป็น กระบวนการ เชื่อมในสถานะของแข็งซึ่งการเชื่อมต่อเกิดขึ้นโดยไม่มีการหลอมเหลวหรือความร้อนที่บริเวณรอยต่อของชิ้นส่วนสองชิ้นที่จะเชื่อม แตกต่างจากการเชื่อมแบบหลอมเหลวตรงที่ไม่มีของเหลวหรือเฟสหลอมเหลวอยู่ในรอยต่อ
การเชื่อมเย็นได้รับการยอมรับครั้งแรกว่าเป็นปรากฏการณ์วัสดุทั่วไปในช่วงทศวรรษ 1940 จากนั้นจึงค้นพบว่าพื้นผิวเรียบสะอาดสองพื้นผิวของโลหะ ชนิดเดียวกัน จะยึดติดกันอย่างแน่นหนาหากนำมาสัมผัสกันในสภาวะสุญญากาศ การเชื่อมเย็นระดับ ไมโคร[ 1 ]และนาโนสเกล[ 2 ]แสดงให้เห็นถึงศักยภาพในกระบวนการ ผลิตระดับนาโน
สาเหตุของพฤติกรรมที่ไม่คาดคิดนี้คือ เมื่ออะตอมที่สัมผัสกันเป็นชนิดเดียวกันทั้งหมด อะตอมเหล่านั้นจะไม่มีทาง "รู้" ว่าพวกมันอยู่ในชิ้นส่วนทองแดงที่แตกต่างกัน แต่เมื่อมีอะตอมชนิดอื่น ๆ ปะปนอยู่ เช่น ในออกไซด์ ไขมัน และชั้นผิวบาง ๆ ที่ซับซ้อนกว่าของสิ่งปนเปื้อน อะตอมเหล่านั้นจะ "รู้" ว่าพวกมันไม่ได้อยู่ในชิ้นส่วนเดียวกัน
— ริชาร์ด ไฟน์แมน , การบรรยายฟิสิกส์ของไฟน์แมน , 12–5 แรงเสียดทาน
การใช้งานรวมถึงสายไฟและอุปกรณ์เชื่อมต่อทางไฟฟ้า (เช่นตัวเชื่อมต่อแบบแทนที่ฉนวนและ ตัวเชื่อมต่อ แบบพันสายไฟ )
ในอวกาศ
ปัญหาทางกลไกในดาวเทียม รุ่นแรกๆ บางครั้งถูกระบุว่าเกิดจากการเชื่อมเย็น
ในปี 2552 องค์การอวกาศยุโรปได้เผยแพร่ เอกสาร ที่ผ่านการตรวจสอบโดยผู้เชี่ยวชาญซึ่งให้รายละเอียดว่าเหตุใดการเชื่อมเย็นจึงเป็นปัญหาสำคัญที่นักออกแบบยานอวกาศต้องพิจารณาอย่างรอบคอบ[ 3 ]เอกสารดังกล่าวยังอ้างถึงตัวอย่างที่บันทึกไว้[ 4 ]จากปี 2534 เกี่ยวกับเสาอากาศรับสัญญาณสูง ของยานอวกาศกาลิเลโอ
หนึ่งในปัญหาคือ การเชื่อมเย็นไม่ได้ขจัดความเป็นไปได้ของการเคลื่อนที่สัมพัทธ์ระหว่างพื้นผิวที่จะเชื่อมต่อกัน ทำให้แนวคิดกว้างๆ อย่างการเสียดสีการเสียดสีการยึดติดและการเกาะติดสามารถทับซ้อนกันได้ในบางกรณี ตัวอย่างเช่น รอยต่ออาจเกิดจากทั้งการเชื่อมเย็น (หรือ "สุญญากาศ") และการเสียดสี (หรือการเสียดสี หรือการกระแทก) ดังนั้น การเสียดสีและการเชื่อมเย็นจึงไม่ใช่สิ่งที่แยกออกจากกันโดยสิ้นเชิง
ระดับนาโน
แตกต่างจากกระบวนการเชื่อมเย็นในระดับมหภาคซึ่งโดยปกติแล้วต้องใช้แรงดันสูง นักวิทยาศาสตร์ค้นพบว่าลวดนาโน ทองคำบางเฉียบแบบผลึกเดี่ยว (เส้นผ่านศูนย์กลางน้อยกว่า 10 นาโนเมตร) สามารถเชื่อมเย็นเข้าด้วยกันได้ภายในไม่กี่วินาทีโดยอาศัยเพียงการสัมผัสทางกล และภายใต้แรงดันที่ต่ำอย่างน่าทึ่ง[ 2 ]กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่งผ่านความละเอียดสูงและการวัดแบบอินซิตูเผยให้เห็นว่ารอยเชื่อมนั้นเกือบสมบูรณ์แบบ โดยมีทิศทางของผลึก ความแข็งแรง และการนำไฟฟ้าเหมือนกับส่วนที่เหลือของลวดนาโน คุณภาพสูงของรอยเชื่อมเกิดจากมิติของตัวอย่างระดับนาโน กลไกการยึดติดแบบมีทิศทาง และการแพร่กระจายของพื้นผิว อย่างรวดเร็วโดยอาศัยกลไก การเชื่อมระดับนาโนยังแสดงให้เห็นระหว่างทองคำกับเงิน และเงินกับเงิน ซึ่งบ่งชี้ว่าปรากฏการณ์นี้อาจนำไปใช้ได้โดยทั่วไป และด้วยเหตุนี้จึงให้มุมมอง ระดับอะตอมของขั้นตอนเริ่มต้นของการเชื่อมเย็นระดับมหภาคสำหรับโลหะก้อนหรือฟิล์มโลหะบาง [ 2 ]
ดูเพิ่มเติม
- ฐานรองรับ (ทันตกรรม) – ส่วนประกอบที่เชื่อมต่อกันในงานทันตกรรม
- การบิดบล็อกวัดขนาด – ระบบสำหรับการผลิตชิ้นส่วนที่มีความยาวแม่นยำโดยการเรียงซ้อนชิ้นส่วน
- แรงระหว่างโมเลกุล – แรงดึงดูดหรือแรงผลักระหว่างโมเลกุลและอนุภาคข้างเคียง
- การพิมพ์แบบนาโนอิมพรินต์ – วิธีการสร้างลวดลายขนาดนาโนเมตรโดยใช้แม่พิมพ์พิเศษ
- การเชื่อมต่อด้วยการสัมผัสทางแสง – กระบวนการที่พื้นผิวสองพื้นผิวที่แนบสนิทกันถูกยึดเข้าด้วยกันด้วยแรงระหว่างโมเลกุล
- การเชื่อมจุด – ประเภทหนึ่งของการเชื่อมด้วยความต้านทานไฟฟ้า
- ไตรโบโลยี – วิทยาศาสตร์ที่ศึกษาการเสียดสีของพื้นผิว
- การเชื่อมประสานด้วยสุญญากาศ – กระบวนการยึดติดโดยธรรมชาติระหว่างวัตถุในสภาวะสุญญากาศสูง
อ่านเพิ่มเติม
- Sinha, K.; Farley, D.; Kahnert, T.; Solares, SD; Dasgupta, A.; Caers, JFJ; Zhao, XJ (2014). "อิทธิพลของพารามิเตอร์การผลิตต่อความแข็งแรงของพันธะของการเชื่อมต่อฟลิปชิปที่ยึดติดด้วยกาว" วารสารวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีการยึดติด 28 ( 12): 1167– 1191. doi : 10.1080/01694243.2014.891349 . S2CID 136894947 .
- Kalpakjian, Serope (2005). วิศวกรรมการผลิตและเทคโนโลยี (ฉบับที่ 5). Prentice Hall. หน้า 981. ISBN 978-0-13-148965-3.
ลิงก์ภายนอก
สรุปเนื้อหา
ข้อมูลสำคัญจากบทความ
ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ การเชื่อมเย็น
การเชื่อมเย็น หรือ การเชื่อมแบบสัมผัส เป็น กระบวนการ เชื่อม ในสถานะ ของแข็ง ซึ่งการเชื่อมต่อเกิดขึ้นโดยไม่มี การหลอมเหลว หรือความร้อนที่บริเวณรอยต่อของชิ้นส่วนสองชิ้นที่จะเชื่อม...
ในอวกาศ
ปัญหาทางกลไกใน ดาวเทียม รุ่นแรกๆ บางครั้งถูกระบุว่าเกิดจากการเชื่อมเย็น
ระดับนาโน
แตกต่างจากกระบวนการเชื่อมเย็นในระดับมหภาคซึ่งโดยปกติแล้วต้องใช้แรงดันสูง นักวิทยาศาสตร์ค้นพบว่า ลวดนาโน ทองคำบางเฉียบแบบผลึกเดี่ยว (เส้นผ่านศูนย์กลางน้อยกว่า 10 นาโนเมตร) สามารถเชื่อมเย็นเข้าด้วยกันได้ภายในไม่กี่วินาทีโดยอาศัยเพียงการสัมผัสทางกล...
ดูเพิ่มเติม
ฐานรองรับ (ทันตกรรม) – ส่วนประกอบที่เชื่อมต่อกันในงานทันตกรรม การบิดบล็อกวัดขนาด – ระบบสำหรับการผลิตชิ้นส่วนที่มีความยาวแม่นยำโดยการเรียงซ้อนชิ้นส่วน แรงระหว่างโมเลกุล – แรงดึงดูดหรือแรงผลักระหว่างโมเลกุลและอนุภาคข้างเคียง การพิมพ์แบบนาโนอิมพรินต์ –...