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中国“天宫”造出工业级铌合金,或将引领航空航天技术革新

   时间:2025-01-08 00:32:33 来源:观察者网作者:观察者网编辑:快讯团队 发表评论无障碍通道

在漫长的探索与尝试之后,一项在中国“天宫”空间站上进行的实验终于迎来了突破性进展。据香港《南华早报》报道,中国航天员在过去三年多的时间里,一直在太空中执行一项看似平凡实则难度极高的任务:利用激光照射真空室中的合金颗粒,并详细记录这些颗粒在冷却过程中的微妙变化。这一不懈的努力,如今已开花结果,地球上的科学家们据此首次成功制造出了符合严苛工业标准的铌合金。

铌合金的这一突破性进展,可能将彻底重塑航空航天技术的面貌。由铌合金制成的涡扇发动机叶片,能够承受超过1700摄氏度的高温,其轻盈度与在高温下的抗压强度,远超目前广泛使用的镍或钛合金。因此,采用这种新材料制造的发动机,有望实现前所未有的速度与运行效率。

然而,铌合金的两大缺陷一直阻碍着其大规模生产:高强度晶体的生长过程极为缓慢,且样品在室温下极脆。幸运的是,这些问题在中国科学院院士、西北工业大学物理科学与技术学院教授魏炳波领导的团队面前迎刃而解。他们创新性地采用了一种快速冷却方法,将高质量铌硅晶体的生产速度提升至近9厘米/秒。同时,通过微量添加铪元素,显著提升了合金的室温强度,使其满足了发动机制造工厂的要求。

这一成果的背后,是中国科学家在太空微重力环境下的独特观察与发现。在“天宫”空间站上,他们观察到了一些前所未有的现象,如合金快速凝固过程中产生的独特缩孔结构,以及与地面实验截然不同的晶体生长模式。这些基础科学发现,为魏炳波团队提供了深入理解铌合金物理本质的机会,进而推动了更实用、更高效制备方法的开发。

中国目前是全球最大的铌消费国,但自身的铌储量却仅占世界总量的不到1%。因此,这一铌合金的突破性进展,不仅具有重大的科学意义,还将在军事和高端制造业领域为中国带来显著的战略优势。然而,这一成果并非一蹴而就。多年来,中国在国际空间站合作上一直受到美国的阻挠,包括臭名昭著的“沃尔夫条款”等限制措施。但中国坚持独立自主,最终在空间站领域取得了举世瞩目的成就。

如今,“天宫”空间站已成为中国国家级太空实验室的象征,为中国科学家提供了宝贵的实验平台。与此同时,国际空间站已逐渐老去,面临老化、漏气等安全隐患。美国福克斯新闻网曾报道称,面对中国的竞争,美国正推进空间站商业化,并计划让国际空间站退役,由美国企业开发的空间站取而代之。然而,这一计划能否顺利实施仍充满变数,中国或将成为全球唯一拥有空间站的国家。

西北工业大学因其在高超音速飞行器等尖端技术方面的研发实力,曾遭受美国的严厉制裁和网络攻击。然而,这并未削弱中国科学家在该领域的探索步伐。自2021年以来,魏炳波团队获准在“天宫”空间站上进行实验科研,最终取得了这一重大突破。

这一成果不仅证明了太空实验的独特价值,也再次凸显了拥有自主空间站对于国家科技发展的重要性。中国科学家在太空中的不懈努力与探索,正逐步推动中国在全球科技竞争中占据更加有利的地位。

 
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