실험에 디벨롭을 하기위한 조건 제안 해봅니다 ㅎㅎ 시중에 나와있는 철은 순수한철 Fe가 아닌 탄소강으로 탄소나 다른 금속들의 합급입니다 시중에서 순철이라고 구하면 그것또한 0.02%이하의 탄소가 함유되어 있는 재료입니다 그러니 순수한 철 99.9999999에 가까운 철이나 구리 같은 재료가 필요할것 같구요 다른 조건으로는 판(plate)형식 이 아닌 구형 같이 입자의 크기가 10~30mm의 조각나있는 다량의 재료가 좋을것 같습니다 이유로는 판형식의 재료로 실험 할 경우 재료간 마찰로 떨어져 나온 칩들이 판과 판사이에 껴서 판과의 거리가 멀어져서 더욱 안됐을것 같으므로 구형 재료로 하게 된다면 불규칙한 적재 형태로 재료간 마찰로 생기는 칩은 자연스레 아래로 흘러내려 서 재료간의 접촉 거리는 가까워 질것같습니다 대신 구형 재료로 사용하게 될경우 냉간 용접이 발생 했다 하더라도 재료간의 접촉면적이 작아서 접합력 자체도 낮아질것이므로 실험 후 냉간용접 확인을 하기 위해선 재료를 하나씩 조심히 꺼내야 할듯 합니다 접촉면을 늘리는 방법으론 무른 금속을 이용하면 좋을 것 같아 구리가 좋을것 같습니다. 그래서 최종적으론 99.99999의 매우 높은 순도를 가지고 있는 무른 성질의 구리를 이용하여 구 형태의 재료로 실험 하고 실험 결과를 볼때 재료를 하나씩 조심히 꺼내면 이번 실험보다 조금 더 눈에띄는 결과를 얻을수 있을것 같습니다.
순수철 아니어도 상관 없을 듯 합니다 ㅎㅎ.... 표면에서 0.02% 면 무시해도 됩니다. 표면에 쌓이는 유기물이 정말 말도 안되는 속도로 쌓이는 것도 있고, 일단 저렇게하면 산화되어버려서 의미가 없죠. 이란 문제들 때문에 표면 측정 시에는 대부준 진공에서 Ar 이온으로 레스터링합니다.
실험 조건이 조금 아쉬운게 후반에 구리를 다듬어서 보여주셨지만, 거울처럼 보일 정도로 매끄럽게 다듬어지지도 않았고 구리판 면적이 너무 넓어서 좁은 면에 비해서 조건이 나빴어요. 마지막에 구리판 끝부분부터 밀착시켜들어갔던 것 처럼 작은 판으로 했으면 좋은 결과가 있었을 것 같아요. 다음에 다시 실험을 하신다면 작은 판에 고광택을 내서 하시면 성공 하실 듯! 👍 밀착력이 관건일 것 같아요.
12:07 중간에 얼음을 드시길래 저는 얼음끼리 붙는 것도 고체의 냉간용접이라서 실생활에서 볼 수 있는 쉬운 예시로 영상에서 연출한 줄 알았는데 얼음과 관련하여 그런 내용은 없더라구요. 문득 얼음을 보고 드는 생각인데 주변에 있는 얼음끼리 녹으면서 붙는 것도 냉간용접과 같은 원리일까요? 얼음의 구성자체에 산소가 있기 때문에 이건 그냥 다른 원리일까요? 어렸을때 과학시간에 배운거 같은데 아닐거 같지만 그냥 궁금해졌습니다.
얼음은 물분자 내부의 공유결합이든 물분자끼리의 수소결합이든 방향성이 있습니다. 반면에 금속은 전자구름에 원자핵이 박히는 느낌이라 방향성이 없습니다. 그래서 겉으로 서로 비슷해보여도 뜯어보면 전혀 다른 매커니즘이 필요하게 됩니다. 크게 세라믹(돌)의 결합과 금속의 결합 방식이 다르다는거를 위주로 생각해보면 도움이 될 것 같습니다.
중간까지만 보고 추측하는 거지만 물질간에 접근하면 인력이 작용합니다. 다만 원자단위에서은 전자기력으로 인하여 척력이 발생한다고 알고있습니다. 결국 원자간의 간격이 발생하고 냉간 용접이 일어나지 않게 하는 원인이 됩니다. 이전의 조건으로 따져봤을때 표면의 연마도는 아주 큰 의미가 있어보이진 않고 다만 우주에 올라갈당시 재료는 우주 환경에 노출되는데 우주에는 수많은 방사선, 플라즈마등이 퍼져있고 특히 성층권쯤으로 올라가면서 산소등을 이온화 시켜버릴 수 있는 조건이 될거라 생각합니다. 일상 대기압과 방사선 환경에서는 재료의 원소에 산화물 상태로 부착된 산소를 제거하긴 어려워 보이므로 조건이 불충족되어 실패한 거라 생각합니다. 따라서 지상에서 이 실험을 성공시키기 위해선 플라즈마를 일으킬 수 있는 장치와 방사선을 같이 쐬어줘야 가능할거라 생각됩니다.
눈으로 보기에는 깨끗하게 보이나 표면에는 연마제가 남아있었기에 실험의 실패의 큰원인이 된듯합니다. 차라리 밀링등으로 표면을 고르게 정리한후 실험을 했다면 어떠했을가라는 생각이 듭니다. 그리고 진동역시 상하진동이 없고 좌우진동만 이루어지는 미새진동이 발생한다면 마지막에 보여준 현상이 이루어질것 같습니다.
아니에요. 갈링도 성공하고 냉간용접은 가설이 아닙니다. 이건 단순 실험의 문제입니다. 산화물과 여러 불순물을 제거하는 것이 어렵지 않았나 생각해 보네요. 아 냉간용접을 말하는 게 아닌 갈릴레오 탐사선 안테나 융착이 가설이 아니냐고 하시는 건가? 애초에 이 실험으로 이 가설이 잘못됐다고 보긴 힘들죠.
마찰용접이 아니라 산화막이 없어서 일어나는 냉간 용접을 보고자 하는 것이고, 따라서 마찰 용접이 일어나면 안되기에 수평이 아니라 수직으로 진동해야합니다. 진동 중에는 진동으로 인해 용접을 하고자 하는 것이 아니기에 용접이 안되는 것이 맞고, 진동으로 산화막을 벗겨낸 뒤 10분 간의 휴식 시간에 냉간용접을 하는 실험인 것 같네요.
@@kokaya6504 위스콘신대 Michael Nosonovsky 교수에 의하면, 두 매끈한 금속간에 약한 마찰을 가하면, 표면의 산화막을 파괴해서 두 매끈한 금속블럭이 상온에서도 붙을 수 있게 합니다. 눈에 띄는 마찰에 의한 가열없이도요. 지금은 표면이 그렇게 고르지 않고, 진공에서 산화막을 제거한 뒤 공기에 노출시키지 않고 실험한게 아니기 때문에 표면사이에 산화막이 있을 수 밖에 없습니다.
@@kokaya6504 위스콘신대 미카엘 노소노프스키 교수에 의하면, 매끄러운 두 금속블럭사이를 힘을 주어 슬라이딩시키면, 표면의 산화막을 제거하여 상온에서도 강하게 결합될 수 있게합니다. 마찰로 고온으로 올리지 않고 도요. 현재 실험에서 표면이 충분히 평행하지 않고, 군데군데 매끄럽지 않아보입니다. 산화막 제거에 도움을 주는건 수평 방향 진동인데, 위아래 진동을 주면 산화막 제거에 크게 도움이 안되고, 낮은 결합강도로 붙은 금속들이 쉽게 분리될 수 밖에요.
일단 몇가지 변칙 변수들이 존재하겠군요 챔버의 진공이 진동에 의해 진공이 일정하게 유지가 되었나, 물질들의 마찰로 인한 물질 조각들이 마찰면에서 탈락 되어서 항상 깨끗한면이 유지 되었나, 온도변화에 의한 표면 거칠기, 경도가 일정하였나, 진동에 의해 무게추가 일정한 무게로 눌렸나 정도이겠구요... 갈링효과는 기계 측정에서도 많이 사용 되는 방법입니다 특수열처리된 표면거칠기가 일정한 게이지 바를 이용하여 코사인,탄젠트로 계산하고 사인바를 이용해 높이로 각도를 구할때 게이지바들끼리 갈링효과,물질간에 진공을 이용해 최대한 밀착하여 정반에서 게이지바위에 올려진 사인바로 측정하여 각도를 산출해냅니다 물리학적으로 좋은 시도 네요
표면을 갈아내는 작업도 뭔갈 바르면서 작업했기에 산화막이 아닌 제3의 막이 생겼기 때문에 당연히 붙지 않는것이고, 아무것도 갈아낸다고 하더라도 이를 산소가 있는곳에서 갈아낸다면 가는 순간 산화가 발생하며 산화막이 생기죠 따라서 아무것도 도포하지 않고 오로지 표면을 갈아내는 작업을 진공에서 진행하고, 그상태로 바로 접합시켜야 냉간용접이 될것이라 생각합니다...
보면서 생각한 실험 오류로 표면을 아무리 매끄럽게 잘 연마 했다고, 또 압력을 주었다고 해서, 두 금속간 거리가 제로에 가깝게 붙었을지 의문스럽네요 마지막에 비슷한 경우라며 소개한 갈링에서 미끄러지며 붙게 하는 경우 두 금속간 거리가 제로에 가깝게 서로 뭉게지며 빈공간을 채우고 결국 제로에 가까운 거리에 맞붙게 되면서 발생하는 현상으로 보이는데, 진동에 의해 깍여나가는 방법으로 비슷한 원리에 의해 금속간 거리가 제로에 가깝게 되기에는 쉽지 않았던 실험인거 같습니다. 만약, 재 실험을 하신다고 하면 마지막 방법에서 50분 진동 10분 숙성이 아닌 하루 이상의 오일 펌프로 10^-2torr 이상의 고진공 조건으로 해보시는것을 어떨까 조심스럽게 의견 제시합니다. 또한, 어떤분이 이야기 하신것 처럼 반응성이 낮은 금속이라 할지라도, 공기중에서 실험할 경우 연마과정에서 우리 눈에 보이지 않은 산화가 발생하여 실험 결과에 영향을 줄 수 있으므로 공기와의 차단을 위한 글러브 박스... 비싸지만 앞으로의 실험에 사용할 수 있다면 고려해 볼 수 있지 않을까요? (같은 맥락으로 공기중에서 할 수 없는 실험의 경우가 많다면, 너무 비싼 글러브박스 하위 호환격인 퍼지 박스라도....)
처음부터 연마해서 다이아몬드 파우더로 깍아 내는걸 생각했는데 그것도 없이 하길래 당연히 안될줄 알았음.. 연마석으로 연마하고 파우더까지 미친듯 해서 하면 거울이랑 다름없을정도가 되고 그때는 저런 방식이 아니더라도 붙는 경우를 본적도 있기에 그렇다고 용접정도가 아니라 떡하고 붙는 듯한 느낌이긴 하지만... 마지막에 저런현상 비스므루하게...
저는 금속 공학과 전공했던 사람입니다. 대학 생활 내내 놀았기도 했고 졸업한지도 오래되서 잘 기억은 안나지만 기억나는 내에서 서술 해보겠습니다. 일반적인 물질은 파괴되어 내부가 표면으로 드러나는 순간 아주 빠른게 산소와 반응하여 산화막을 형성합니다. 때문에 파괴된 물질을 파괴되기 전과 똑같이 퍼즐처럼 조립해도 파괴되기 전의 상태로 돌아가지 않습니다. 만약 산화막을 제거하고 다시 산화막이 형성되기 전에 파괴된 물질을 다시 조립할 수 있다면 원리상으론 부서진 물건도 파괴된 단면을 접촉 시키는 것 많으로도 다시 붙이는게 가능합니다. 문제는 시간인데 산화막이 형성되는 시간은 기압을 낮추는 건으로 늦출 수 있지만 제가 기억하기로 산소가 철에 산화막을 형성할 수 없게되는 기압이 정확한 숫자는 기억이 안나지만 소수점이 64개 붙는 기압이었던가? 우주 기압보다 낮은 기압이라고 설명을 들은 기억이 있습니다. 자세한건 하이퍼 베큠에 관해 소제공학 관련 교수님께 물어보면 들으실수 있을겁니다.
지나가던 문과입니다. 무슨소리인지 하나도 이해를 못했지만 예전에 우주로 치킨 보낼때 영상을 보고 생각이 든건데 연료 연소로 인한 열이나 우주로 갔을때의 온도로 인한 열변화도 같이 넣었어야 하는게 아닐까 싶어요. 정말 단순하게 열로 인해서 금속에 변화가 금속에 영향을 주지 않았을까 싶어요. 진동으로 인해서 산화막이 깎이고 열처리+진공 상태로 산화막 생성이 저지 된게 아닐까 생각해봤습니다
진공은 만들어 냈지만 원자나 원소들이 우주에서처럼 극단적으로 그런 환경을 만들어야죠. 우주가 진공이라는 하는것과 아무 물질도 없다는것은 다름요. 우주먼지...그 넓은 우주에 그미세한 먼지들도 서로 같은 원소나 원자들끼리 뭉침...우주먼지가 모여 태양이 되고 태양계를 만들듯...
