中国的天宫空间站三年多以来持续开展一项几乎不可能完成的实验,并利用实验数据首次制造出符合工业应用严格要求的铌合金,这项突破可能将彻底改变航空航天技术,并且让中国在军事和高端制造业领域占据巨大优势。
《观察者网》引述港媒《南华早报》报导称,这项看似不可能完成的实验是以激光照射悬浮在真空室中的合金颗粒,经过仔细观察并记录这些颗粒在冷却过程中发生的细微变化,再由地球上的中国科学家利用这些实验数据,首次成功制造出符合工业应用严格要求的铌合金。这项实验进行了很长时间,设备和样品已经更换了三次。若借此研究成果大规模生产铌合金,那么中国将在军事和高端制造业领域占据巨大优势。
研究人员认为稀有金属铌可能是航空航天业革命的关键。(图)
报导说,当年美国曾以「沃尔夫条款」(Wolf Amendment)禁止中美两国航天合作,并将中国排除在国际空间站之外,如今中国坚持独立自主,在空间站领域「杀出一条血路」,这同时也证明了一个国家拥有自己的空间站是多么的重要。
报导指出,由铌合金制成的涡扇发动机叶片能够承受超过1700摄氏度的高温,它比目前常用的镍或钛合金更轻,高温下的抗压强度高达3倍,而用这种材料制成的发动机能够达到现有技术无法实现的速度和运行效率。但由于铌合金的高强度晶体的生长非常缓慢,无法大规模生产。而这些难题已经被中国科学院院士、西北工业大学物理科学与技术学院教授魏炳波领导的团队解决,该团队采用了一种新的快速冷却方法,实现了高品质铌硅晶体近9厘米/秒的生产速度。此外,通过添加微量的铪,使合金的室温强度提高了3倍多,满足了发动机装配线的要求。
中国目前是铌的最大消费国,主要用于制造高性能钢材。中国自身的铌储量仅占世界总量的不到1%,而同为金砖国家的巴西生产了世界上近90%的铌,这个南美国家也是中国主要的矿石供应国之一。
一位来自北京、未参与这项研究的材料科学家认为,「很难想像一个团队能够获得如此多的资源,并坚持这么长时间在太空中进行如此具有挑战性的实验。」如此大规模生产铌合金将使中国在军事和高端制造业领域占据巨大优势,「这是上天赐予的礼物」。
美国《福克斯新闻网》指出,面对中国的竞争,美国推进空间站商业化,准备让国际空间站脱离轨道,并让美国企业开发的空间站取而代之。但人们担心这一想法会步美国航天飞机计划的后尘,不断出现延误,届时中国或将成为全球唯一拥有空间站的国家。