Soğuk kaynak

Soğuk kaynak veya temas kaynağı, kaynaklanacak iki parçanın ara yüzüyinde erime veya ısıtma olmadan birleştirmenin gerçekleştiği bir katı hal kaynak işlemidir. Erime kaynağından farklı olarak, bağlantıda sıvı veya erimiş faz bulunmaz.

Soğuk kaynak ilk olarak 1940'larda genel bir malzeme olgusu olarak kabul edilmiştir. Daha sonra, benzer metalden iki temiz, düz yüzeyin vakumda temas ettirildiğinde güçlü bir şekilde yapışacağı keşfedilmiştir (bkz. Van der Waals kuvveti). Yeni keşfedilen mikro^[1] ve nano ölçekli soğuk kaynak,^[2] nanofabrikasyon süreçlerinde potansiyel göstermiştir.

Bu beklenmedik davranışın nedeni, temas halindeki atomların hepsi aynı türden olduğunda, atomların farklı bakır parçalarında olduklarını "bilmelerinin" hiçbir yolu olmamasıdır. Arada oksitler, yağlar ve daha karmaşık ince kirletici yüzey katmanlarında başka atomlar olduğunda ise, atomlar aynı parça üzerinde olmadıklarını "bilirler".
— Richard Feynman, The Feynman Lectures on Physics, 12–2 Friction

Soğuk kaynak, katı bakır tellerin birleştirilmesinde yaygındır. Tel kafaları kaynak ağızlarına yerleştirilir ve birbirine bastırılır. Bu işlem bağlantı sağlam olana kadar tekrarlanır. Küçük teller elle tutulan manuel kaynakçılarla birleştirilebilirken, daha büyük teller hidrolik kaynakçı gerektirir. Kaynak yeri temel telden daha sağlamdır.

Uzayda değiştir

İlk uydulardaki mekanik sorunların bazen soğuk kaynak nedenli olduğu düşünülmekteydi.

2009 yılında Avrupa Uzay Ajansı, soğuk kaynağın neden uzay aracı tasarımcılarının dikkatle değerlendirmesi gereken önemli bir konu olduğunu detaylandıran hakemli bir makale yayınladı.^[3] Makalede ayrıca 1991 yılında Galileo uzay aracının yüksek kazançlı anteni ile ilgili belgelenmiş bir örnekten de bahsedilmektedir.^[4]

Nano ölçekte değiştir

Normalde büyük uygulanan basınçlar gerektiren makro ölçekteki soğuk kaynak işleminin aksine, bilim adamları tek kristalli ultra ince altın nanotellerin (çapları 10'dan küçük) yalnızca mekanik temasla ve oldukça düşük uygulanan basınçlar altında saniyeler içinde soğuk kaynakla birleştirilebileceğini keşfetti.^[2] Yüksek çözünürlüklü geçirimli elektron mikroskobu ve yerinde ölçümler, kaynakların neredeyse mükemmel olduğunu ve nanotelin geri kalanıyla aynı kristal yönelimine, mukavemetine ve elektrik iletkenliğine sahip olduğunu ortaya koymaktadır. Kaynakların yüksek kalitesi, nano ölçekli numune boyutlarına, yönlendirilmiş bağlantı mekanizmalarına ve mekanik destekli hızlı yüzey difüzyonu kaynaklı olduğu düşünülmektedir. Altın ile gümüş ve gümüş ile gümüş arasında nano ölçekli kaynaklar da gösterilmiştir, bu da fenomenin genel olarak uygulanabilir olabileceğini ve bu nedenle hem dökme metaller hem de metalik ince film için makroskopik soğuk kaynağın ilk aşamalarının atomistik bir görünümünü sunduğunu göstermektedir.^[2]

Kaynakça değiştir

^ Ferguson (1991). "Contact Adhesion of Thin Gold Films on Elastomeric Supports: Cold Welding Under Ambient Conditions". Science. 253 (5021): 776-778. doi:10.1126/science.253.5021.776. PMID 17835496.
^ ^a ^b ^c Lu (2010). "Cold welding of ultrathin gold nanowires". Nature Nanotechnology. 5 (3): 218-224. doi:10.1038/nnano.2010.4. PMID 20154688.
^ A. Merstallinger; M. Sales; E. Semerad (2009). Assessment of Cold Welding between Separable Contact Surfaces due to Impact and Fretting under Vacuum (PDF). European Space Agency. ISBN 978-92-9221-900-0. ISSN 0379-4067. OCLC 55971016. ESA STM-279. 3 Ocak 2019 tarihinde kaynağından arşivlendi (PDF). Erişim tarihi: 24 Şubat 2013. Yazar eksik |soyadı2= (yardım)
^ The Galileo High Gain Antenna Deployment Anomaly (PDF). NASA Jet Propulsion Laboratory. 1994. 8 Şubat 2018 tarihinde kaynağından (PDF) arşivlendi. Erişim tarihi: 1 Aralık 2016. Yazar |ad1= eksik |soyadı1= (yardım)

İlave okuma değiştir

Sinha (2014). "Influence of fabrication parameters on bond strength of adhesively bonded flip-chip interconnects". Journal of Adhesion Science and Technology. 28 (12): 1167-1191. doi:10.1080/01694243.2014.891349.
Manufacturing Engineering and Technology. 5th. Prentice Hall. 2005. s. 981. ISBN 978-0-13-148965-3. Yazar |ad1= eksik |soyadı1= (yardım)

Dış bağlantılar değiştir

Vikikaynak'ta Soğuk kaynak ile ilgili metin bulabilirsiniz.
{{Coldweld Data Base 26 Ocak 2023 tarihinde Wayback Machine sitesinde arşivlendi. | https://coldweld.aac-research.at/}}

[1] Ferguson (1991). "Contact Adhesion of Thin Gold Films on Elastomeric Supports: Cold Welding Under Ambient Conditions". Science. 253 (5021): 776-778. doi:10.1126/science.253.5021.776. PMID 17835496.

[gold-nanowires-2] Lu (2010). "Cold welding of ultrathin gold nanowires". Nature Nanotechnology. 5 (3): 218-224. doi:10.1038/nnano.2010.4. PMID 20154688.

[esa2009-3] A. Merstallinger; M. Sales; E. Semerad (2009). Assessment of Cold Welding between Separable Contact Surfaces due to Impact and Fretting under Vacuum (PDF). European Space Agency. ISBN 978-92-9221-900-0. ISSN 0379-4067. OCLC 55971016. ESA STM-279. 3 Ocak 2019 tarihinde kaynağından arşivlendi (PDF). Erişim tarihi: 24 Şubat 2013. Yazar eksik |soyadı2= (yardım)

[4] The Galileo High Gain Antenna Deployment Anomaly (PDF). NASA Jet Propulsion Laboratory. 1994. 8 Şubat 2018 tarihinde kaynağından (PDF) arşivlendi. Erişim tarihi: 1 Aralık 2016. Yazar |ad1= eksik |soyadı1= (yardım)

[1]

[2]

[3]

[4]