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中国空间站“太空炼丹炉”新突破:钨合金加热超3100℃,材料科学再攀高峰

   时间:2025-08-25 08:23:22 来源:ITBEAR编辑:快讯团队 IP:北京 发表评论无障碍通道
 

在浩瀚的太空之中,中国空间站天和核心舱正承载着一项前所未有的科学探索——无容器材料实验设备的研究取得了里程碑式的成就。近日,该设备成功将钨合金加热至超过3100℃的高温,这一壮举不仅刷新了全球同类技术的记录,更为我国材料科学领域的发展注入了强劲动力。

位于距离地球约400公里轨道上的天和核心舱内,一台被形象地称为“太空炼丹炉”的实验装置,已经默默工作了四年之久。这台设备专注于探索高性能材料的奥秘,尤其是那些能在极端环境下发挥关键作用的材料,如钨合金、铌合金等高耐热材料,以及新型复合材料。这些材料在航天推进系统等高科技领域具有不可估量的应用潜力。

此次实验的突破性进展,标志着我国在无容器材料实验技术方面迈出了坚实的一步。在实验过程中,钨合金被加热至接近太阳表面一半的高温,这一成就的背后,是两项核心技术的创新突破。

首先,是“悬浮术”的应用。在地面环境中,金属熔化后往往受到重力影响,难以形成理想的均匀结构。而在太空微重力条件下,液态金属能够依靠表面张力自然形成完美的球体。实验设备通过静电场对液态金属施加精确的控制力,使其稳定悬浮在空中,实现了无容器状态,从而有效避免了容器材料的污染和外界环境的干扰。

其次,是“三昧真火”——双波长激光加热系统的引入。该系统由半导体激光器和二氧化碳激光器协同工作,前者负责高效加热金属表面,后者则深入金属内部实现均匀升温。两者共同发力,输出高达300瓦的功率,即便是熔点极高的钨合金,也能在短时间内被加热至完全熔融状态,形成理想的液态球体。

在“悬浮术”与“三昧真火”的完美结合下,科研人员得以首次在太空中准确观察高温下材料的行为表现。例如,他们详细记录了钨合金在熔融状态下的流动性以及冷却过程中的结晶规律,这些数据在地面实验中几乎无法获取,但对于我国新一代耐热材料的研发而言,却是至关重要的。

此次实验的成功,不仅推动了我国材料科学的快速发展,更为未来航天工程的应用提供了坚实的基础。这些新型高性能材料有望广泛应用于飞行器的外部防护层,帮助其在再入大气层时有效抵御极端高温;同时,它们还可用于火箭发动机的核心部件,确保发动机在高温环境中依然能够稳定运行。

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