Oro: Cold welding
Brick 
Buongiorno a tutti, oggi vi propongo il fenomeno del cold welding applicato all'oro.
Innanzitutto il cold welding, o saldatura a freddo, è un fenomeno che prevede l'aggregazione di due o più superfici metalliche ad una temperatura molto minore rispetto a quella di fusione del metallo in esame.
Avviene quando le superfici metalliche non presentano impurità superficiali, per questo motivo il fenomeno è difficilmente osservabile tra i comuni materiali con cui siamo quotidianamente a contatto dato che solitamente presentano strati di ossidi superficiali, come per l'alluminio, oppure la superficie è ricoperta da strati infinitesimi di olii o altri contaminanti, infatti, in linea di principio ogni metallo è in grado di presentare questa caratteristica.

L'elemento con cui è più facile osservare questo fenomeno è l'oro dato che presenta una particolare resistenza all'ossidazione, inoltre è un processo particolarmente interessante dato che permette di ottenere campioni di oro massivo partendo da polvere d'oro ottenuta per via chimica o elettrochimica senza ricorrere all'utilizzo di muffole o torce in grado di raggiungere la temperatura di fusione del prezioso metallo.

Io sono partito da 1.4g di oro in polvere ottenuto per via chimica, si presenta come una polvere dal colore marrone-arancio invece del classico color oro a causa dell'interazione della luce con le piccole particele di oro.
Si può anche notare la presenza di alcune "pagliuzze" di oro massivo che si sono prodotte durante il processo di essicazione del campione, eseguito utilizzando una piastra riscaldante, che di per se ha causato la formazione di aggregati di dimensioni rispettabili, ma in questo caso il fenomeno è più simile alla sinterizzazione che al cold welding.

   
Per porre in intimo contatto le particelle di oro ho utilizzato due cilindri in alluminio che fungono da pistoni e un tubo, anch'esso in alluminio, che permette di alloggiare i due pistoni e la polvere metallica.
Ci si assicura inoltre che la superficie dei pistoni sia più liscia possibile sia per garantire una pressione il più possibile uniforme sulla polvere sia di ridurre al minimo i difetti sulla superficie della pastiglia d'oro finale. Per eseguire ciò si montano i pistoni su un trapano a colonna e si lisciano le estremità con una lima per metalli e poi con carta vetrata con granulometria crescente fino a raggiungere 1000.
Come si vede il diametro interno del tubo in alluminio permette un certo gioco al pistone, questo è fondamentale per garantire l'uscita dell'aria sita tra i cristalli del metallo. Apparati professionali utilizzano una combinazione di vuoto e pressione meccanica per garantire un miglior contatto tra le superfici metalliche.
   
La pressione applicata all'apparato viene fornita da una morsa da banco, se necessario si può utilizzare una chiave inglese per allungare il braccio della morsa, che consente di comprimere con facilità la polvere.
Probabilmente a causa di una pressione eccessiva o del fatto che l'apparato non era perfettamente orizzontale il tubo in alluminio si è leggermente deformato verso la fine dell'applicazione della forza, questo potrebbe essere risolto utilizzando componenti più spessi o in acciaio a spese della facilità di costruzione.
   
Dopo pochi minuti di pressione sulla polvere la morsa viene allentata e si rimuove la pastiglia d'oro così ottenuta dal tubo in alluminio, nel mio caso ho dovuto aprire longitudinalmente il tubo con una sega da metalli a causa della sopracitata deformazione.
Il campione d'oro così ottenuto viene riscaldato leggermente alla fiamma per ridurre lo stress interno del metallo, si presenta come un solido dalla colorazione gialla uniforme senza presentare alcuna caratteristica della polvere precedente.
   
In alternativa al tubo con i due pistoni si può utilizzare un impastigliatore e al posto di una morsa per applicare la pressione può essere sufficiente qualche colpo di martello ben assestato come si può vedere dal video di Cody's Lab che mi ha ispirato per eseguire questo esperimento!
Un Saluto, Cu-65
Ci sono soltanto due possibili conclusioni: Se il risultato conferma le ipotesi, allora hai appena fatto una misura. Se il risultato è contrario alle ipotesi, allora hai fatto una scoperta. (Enrico Fermi)
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