西北工业大学研制出一种超高温合金,这种合金不仅具备优越的性能,特别之处在于它是在我国空间站的微重力条件下制造出来的。
这种材料指的是铌合金和锆合金,千万不要忽视这样一种金属材料,它能够让我国多款运载飞船专门运输到太空,就可以推测出它的重要性,尤其是在航空器和航天技术方面。
这些金属有什么独特之处?
这些选定的材料自年9月起划分为三组,随着天舟三号、天舟四号及天舟五号货运飞船运送至中国空间站进行相关任务。
如果讨论航天与这两种金属的关联,那就非常重要了!由于这些金属在地球上无法达到专家们所期望的状态,并且遇到了许多挑战:例如,液态是绝大多数超高温合金制造所必需经历的状态,而液态超高温合金性质的研究始终是材料物理和化学领域的一个难题。
太空环境天生具备微重力的物理特性,使得液态合金能够在无容器的情况下漂浮,而不受地球重力的影响。
这件事为何被提及呢?这就得提到铌合金的特点了,除了之前提到的特性之外,铌合金还被应用于航空发动机的核心组件,即涡扇发动机。
涡轮风扇发动机的高压涡轮是全球制造中最具挑战性的部件之一,因为其每分钟的转速超过转,温度接近摄氏度。
可以知道,岩浆的温度大约在到摄氏度之间,人如果接触到它,瞬间就会化为灰烬。
尤其是第六代战斗机的引擎,所产生的温度甚至超过摄氏度,远远高于一些常用高温合金的熔化点。
假如我们要研发战斗机,就必须掌握超高温合金的技术,这已经不仅仅是耐高温的问题了。
要实现超高温合金的制造,需要具备以下三个特性:高温强度、常温韧性以及高温抗氧化能力。也就是说,它在高温条件下不会变得柔软,而在常温或低温下同样也不会变得脆弱或柔软,同时在高温环境下也不会与氧气发生反应。
这三项要求中任意一项都能达成,但如果要同时满足这三项,那就难度极大,几乎不可能。
不过这并不是最复杂的部分,最复杂的是如何将其加工成高压涡轮叶片的准确形状,必须严格符合翼型曲线,并确保内部是空心的,以便冷空气能够在其中循环并散热。
在陆地上,研究接近三千摄氏度的金属的物理特性是极其困难的,毕竟找一个可以装载的容器都是个难题。
这种载物容器不仅需要具备高熔点,还必须防止与实验材料发生反应,这样的要求在地球上实在是过于苛刻了。
后来科学家们将研究的视野扩展到宇宙,因为在太空的微重力条件下,铌合金能够悬浮在容器内,而无需与容器表面接触。
接着再通过微波或电磁感应加热到两三千度,这样可以避免对容器的高温要求,并满足对样本实现无接触的需求。
在之后的实验中,西工大团队成功实现了铌合金在微重力环境下的加热、熔化、降温、冷却及凝固等一系列过程。
这也表示,未来我们能够在太空环境中对更独特的零件进行冶炼和加工,以生产更多复杂且精密的设备组件。
这也意味着我们以后的第六代战斗机、隐形轰炸机等等,它们的涡扇发动机上都能应用到我国特有的太空技术。
除了铌合金,有关锆合金的研究在太空上也有新进展。
将锆合金送入太空后,研究人员发现这些在太空中的锆合金发生了与地面上不同的内部结构变化。由于处于失重环境,锆合金的固化和金融化过程与地面情况大相径庭,形成了一种新的漩涡状组织结构。
对此,专家指出,未来这种技术可能会应用于核航母的反应堆。它也可以用于更多的和我们普通人息息相关的场景上。
太空中的金属,与我这个月薪三千的人有什么关联呢?
一些吃瓜观众表示,这是太空的事情,和我们这些每月三千工资的上班族有什么关系?
实际上,宇宙中发生的事件,与我们平常人们的生活有着密切的联系。
尽管目前我们还不能随意进入太空。太空中开发的新技术和新部件都能够应用于我国的国防、生命医疗、计算机等领域。
想象一下,假如有一天你骨折了,而你身体需要更换的部件恰好是来自宇宙的;而你出行时使用的交通工具也是来自宇宙的……
而且,只有当我们掌握了更为尖端的材料和研究方法,我国的能力才能提升,而不再是他人眼中的目标。
我们如今每天的寻常生活,恰恰是依赖这些能力来维持的。
还有人感到担忧,我们提前向全球展示这些技术,难道会有人模仿我们,然后超越我们吗?这难道不属于国家的秘密吗?怎么能这么轻易地被透露出来呢?
可以说,目前民众的意识日益增强。不过别人想要模仿我们的技术,也得具备这样的能力才行啊!
我们并不是将所有机密信息全部曝光,而是有选择性地宣传部分内容。因为这些巧妙的宣传也是展示我国实力的一种途径。
通过这种方式,有助于改变中国在其他国家的舆论导向,展现我们的实力可以不知不觉地传播我们的影响力,并让部分国家在潜意识中采纳与中国一致的看法,从而减轻政治压力所带来的负担。
这种方法还可以使我国更多的年轻人
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