中国科学院空间应用工程与技术中心透露,西北工业大学魏炳波院士团队在中国空间站进行的高性能难熔合金研究取得了重要进展。他们最近成功获取了难熔合金熔体的关键热物理性质,实现了在空间凝固制备方面的多项科学新发现。这一成果为我国空间材料科学理论研究和新型高性能难熔合金材料制备奠定了重要基础,并已在《先进材料》等国际学术期刊上发表。
高性能难熔合金作为特种稀有金属材料,具有“超高温、高活性”等特点。然而,地面环境下的难熔合金研究长期受到重力和容器等条件的限制,难以精确测定难熔合金液态性质并进行快速凝固合成制备。2021年4月29日,无容器材料实验柜随着天和核心舱的发射升空。
中国科学院空间应用中心研究员、应用发展中心主任张伟介绍说:“实验柜利用静电场提供的电场力,使材料样品在真空环境中稳定悬浮,避免与容器壁接触,可进行金属、非金属等无容器深过冷凝固和热物理性研究。”自2021年4月以来,魏炳波院士团队在中国空间站无容器材料实验柜进行了6批次在轨实验,成功完成了难熔合金微重力条件下的静电悬浮、加热熔化、降温、过冷、凝固、热物理性质测定等重要实验。
西北工业大学物理科学与技术学院教授王海鹏表示:“我们发现了一系列新成果,包括涡旋型特殊组织结构的微重力液滴凝固、微重力凝固收缩的动力学规律阐明、微重力和无容器共同作用下共晶合金解耦生长的内在机理揭示等。这些成果实现了太空环境下凝固合金的微观组织与宏观形态的双重调控。”
中国空间材料科学研究始于1986年,中国空间站的建成为空间材料科学的发展开辟了更广阔的前景。中国载人航天工程空间材料科学领域首席科学家魏炳波院士表示:“未来我们将取得更多国际领先成果,利用空间环境的特殊性制备或合成新材料,并将其转化为新的生产力,更好地为科技强国建设服务。”