Știai că metalele pot fuziona în spațiu ca prin magie? Ce este sudarea la rece?
Piesele de metal, când sunt perfect netede și lustruite, dacă se întâlnesc în vid, se combină misterios, formând o singură piesă solidă. Nu este vorba de vreo vrăjitorie ci de un fenomen real numit sudare la rece.
Ce este și cum funcționează această fuziune a metalelor în lipsa oxidării denumită și sudarea la rece?
Fuzionarea metalelor în absența oxidării, cunoscută și ca sudare la rece, se întâmplă din cauza naturii atomice a metalelor. Fiecare suprafață metalică este alcătuită din atomi care au electroni liberi. În lipsa stratului de oxid, care servește ca barieră, când două suprafețe metalice intră în contact direct, electronii liberi se mișcă între cele două bucăți de metal, facilitând o legătură atomică între ele. Această legătură e atât de puternică încât cele două piese devin practic o singură piesă, fuzionându-se la nivel atomic.
Pe Pământ, atunci când metalele sunt expuse la aer și umiditate, reacționează cu oxigenul din atmosferă. Această reacție produce un strat subțire de oxid pe suprafața metalului, cunoscut adesea sub numele de rugină în cazul fierului.
Acest strat de oxid funcționează ca o barieră, protejând metalul de la o deteriorare ulterioară, dar și împiedicând anumite interacțiuni, cum ar fi sudarea la rece.
Interesant este că, pe Terra, avem variații ale sudării la rece care nu necesită vid.
Uneori, o aliniere precisă sau o anumită presiune sunt tot ce este nevoie pentru a asista la această legătură misterioasă între metale.
Cum a afectat lipsa oxidării componentele navelor și sateliților spațiali?
În contextul explorării spațiale, mai ales în perioadele sale incipiente, fenomenul de oxidare a metalelor pe Pământ avea implicații importante. Când construiești nave sau instrumente pentru spațiu, trebuie să iei în considerare medii extrem de diferite față de Pământ: vidul, temperaturi variabile intense și absența atmosferei.
O provocare majoră era legată de faptul că, în spațiu, lipsa oxigenului înseamnă că metalele nu vor forma acel strat de oxid care pe Pământ le protejează în mod natural. Acest lucru a ridicat probleme potențiale de sudare la rece. Dacă două suprafețe metalice, lipsite de acest strat protector de oxid, ar veni în contact în spațiu, ele ar putea să se unească instantaneu datorită fenomenului de sudare la rece.
În primele zile ale explorării spațiale, aceasta era o preocupare semnificativă. Instrumentele și componentele navelor spațiale trebuiau să fie proiectate într-un mod în care să evite contactul nedorit al metalelor goale, pentru a preveni posibilitatea sudării la rece. Aceasta a necesitat cercetare și inovație, inclusiv dezvoltarea de acoperiri speciale sau utilizarea de materiale care nu reacționează în acest mod.
