記者4日從承擔中國載人航天工程空間應(yīng)用系統(tǒng)的中國科學院空間應(yīng)用工程與技術(shù)中心（空間應(yīng)用中心）獲悉，中國科學院院士、西北工業(yè)大學教授魏炳波團隊在中國空間站開展的高性能難熔合金研究，近期取得多項空間材料凝固製備科學新發(fā)現(xiàn)，將有力推動難熔合金從地面研究向太空研究拓展，為中國空間材料科學理論研究、新型高性能的難熔合金材料製備等奠定重要基礎(chǔ)。
高性能難熔合金是戰(zhàn)略性、特種稀有金屬材料，熔點通常超過2000攝氏度，具有「超高溫、高活性」等特徵，在高溫下具有良好的熱學、力學性能，常被用於製造高溫、高速、高壓等關(guān)鍵部件。不過，在地面環(huán)境下的難熔合金研究長期受重力、容器等條件制約，難熔合金液態(tài)性質(zhì)的精確測定與快速凝固合成製備存在困難，中國空間站無容器材料實驗櫃提供的「無容器+長時微重力」環(huán)境，可為高性能難熔合金研究另闢蹊徑。
2021年4月，無容器材料實驗櫃隨中國空間站天和核心艙發(fā)射升空。中國科學院空間應(yīng)用中心應(yīng)用發(fā)展中心主任張偉研究員表示，無容器材料實驗櫃是天和核心艙內(nèi)三大科學實驗櫃之一，利用靜電場所提供的電場力，使材料樣品在真空環(huán)境中保持穩(wěn)定懸浮狀態(tài)，避免了與容器壁接觸的影響，加熱溫度可達3000攝氏度，可進行金屬、非金屬等無容器深過冷凝固和熱物理性研究。
隨後，魏炳波院士團隊製備的10餘種數(shù)百個高性能難熔合金樣品，先後在中國空間站無容器材料實驗櫃進行6批次在軌實驗，成功完成難熔合金微重力條件下的靜電懸浮、加熱熔化、降溫、過冷、凝固、熱物理性質(zhì)測定等重要實驗，其中，4批次難熔合金已搭乘神舟飛船返回艙回到地面。
該團隊骨幹成員、西北工業(yè)大學教授王海鵬說，中國空間站提供了出色而穩(wěn)定的微重力環(huán)境，通過對最早一批返回的鈮合金、鋯合金、鈦合金開展研究，團隊獲取了超高溫狀態(tài)下難熔合金的液態(tài)密度、熱膨脹系數(shù)、熱輻比等關(guān)鍵性質(zhì)，發(fā)現(xiàn)一系列有重要科學價值的新成果。
王海鵬透露，目前，團隊正在計劃開展自然界中熔點溫度最高的金屬鎢及其合金的太空環(huán)境合成研究，這將成為空間難熔合金材料研究的新高地。
作為中國載人航天工程空間材料科學領(lǐng)域首席科學家，魏炳波院士接受媒體採訪時指出，中國空間站的全面建成，為空間材料科學的發(fā)展開闢了更加廣闊的前景。未來一定會取得更多國際領(lǐng)先成果，利用空間環(huán)境的特殊性，製備或合成出一些在地面上難以獲得的新材料，並轉(zhuǎn)化為新質(zhì)生產(chǎn)力。（中新社記者 孫自法）
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