在中国空间站,一项非凡的科学实验近日取得了突破性进展。在距离地球表面约400公里的轨道上,一个被形象地称为“太空炼丹炉”的设备成功地将钨合金加热至超过3100℃,这一壮举刷新了世界纪录。
这个所谓的“太空炼丹炉”,实际上是天和核心舱内的一台无容器材料实验柜。自四年前进入太空以来,它一直在进行着一系列高端材料的实验,不过其目标并非长生不老的仙丹,而是那些能够承受极端高温,如火箭发动机喷射火焰的钨合金、铌合金等耐热材料,以及探索新型材料的可能性。
金属钨,以其高达3412℃的熔点,被誉为熔点最高的金属。这一特性使得钨及其合金能在如核聚变反应堆等极端苛刻的环境中发挥关键作用。而在地面实验室,科研团队展示了他们自主研发的静电悬浮装置,该装置通过静电场的力量,克服了重力,使得实验材料在无容器材料实验柜中能够稳定悬浮。团队在地面上进行了大量预实验,以确保空间站上的实验方案万无一失。
西北工业大学物理科学与技术学院的胡亮教授解释了为何在空间站进行钨合金实验至关重要。首先,空间站的微重力环境使得金属钨在熔化后能自然形成一个标准的球形,这对于精确测量其物理化学性质极为有利。其次,由于钨的密度极高,与其他元素混合时,在地面制备会出现明显的分层和不均匀现象,而在空间站则可以避免这一问题。
胡教授进一步指出,这次实验不仅验证了我国自主设计的空间材料科学实验柜的卓越性能,还积累了大量关于超高温材料在轨实验的宝贵数据。这些研究成果将为新型钨合金的设计和性能提升提供坚实的理论基础,同时也将为超高温材料在核工业、航空航天等领域的应用奠定重要的研究基础。