近日,中國空間站科學實驗取得一批新進展,我國科學家利用中國空間站上的無容器材料科學實驗柜,成功把鎢合金加熱到超過3100℃,創造了新的世界紀錄。這項研究不僅驗證了我國自主設計建造的空間材料科學實驗柜具有優異的性能,也為相關領域研究積累了關鍵的在軌實驗原始數據。

鎢合金成功被加熱到超過3100℃。西北工業大學供圖
記者從西北工業大學獲悉,這項空間材料科學實驗由西北工業大學物理科學與技術學院科研團隊負責。在前期實驗中,團隊通過自行研制的靜電懸浮設備,利用靜電場提供的電場力來克服重力,從而讓實驗材料在中國空間站的無容器材料實驗柜中呈現穩定懸浮狀態。科研團隊通過在地面環境下進行充分的預先實驗,進而設計確定了空間站環境下的研究方案。
西北工業大學物理科學與技術學院教授胡亮解釋道,在空間站做鎢合金的實驗,主要是兩方面的原因。第一個方面,空間站提供的微重力條件,可以使金屬鎢融化之后達到一個非常標準的球形狀態,這對于精確地獲取它的物理化學性質非常有利。第二個方面,因為鎢的密度非常高,如果加上其他元素之后,在地面上去制備會出現重的沉下去、輕的飄上來的一種分層的、不均勻的現象。如果在空間站去制備鎢合金,那么會得到一個組織和成分都高度均勻的一個狀態,這對于提升材料的性能非常有利。
金屬鎢是目前已知的熔點最高的金屬,熔點高達3422攝氏度,比鐵高1800多攝氏度。由于它具有超高的熔點,鎢及其合金能夠在核聚變反應堆等極端環境下使用。長期以來,鎢合金在超高溫度下的物理化學性質一直是科學界的難題。如今,得益于中國空間站的無容器材料實驗柜,鎢合金成功被加熱到超過3100℃,刷新了國際空間材料科學實驗最高加熱溫度的紀錄。
“這項工作不僅驗證了我國自主設計的空間材料科學實驗柜具有非常優異的性能,也積累了大量的超高溫材料在軌實驗的原始數據。”胡亮進一步解釋說,這些研究結果將為新型的鎢合金的設計以及性能的提升提供重要的理論依據,將為超高溫材料在核工業、航空航天領域的應用的基礎研究發揮重要作用。
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