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天宮太空站完成的實驗首次製造出符合工業嚴格要求的鈮合金,這項技術將使中國在軍事和高端製造業領域佔據巨大優勢。(圖/新華社)
中國的天宮太空站3年多以來持續開展一項幾乎不可能完成的實驗,並利用實驗數據首次製造出符合工業應用嚴格要求的鈮合金,這項突破可能將徹底改變航空航太技術,並且讓中國在軍事和高端製造業領域佔據巨大優勢。
《觀察者網》引述港媒《南華早報》報導稱,這項看似不可能完成的實驗是以雷射照射懸浮在真空室中的合金顆粒,經過仔細觀察並記錄這些顆粒在冷卻過程中發生的細微變化,再由地球上的中國科學家利用這些實驗數據,首次成功製造出符合工業應用嚴格要求的鈮合金。這項實驗進行了很長時間,設備和樣品已經更換了3次。若借此研究成果大規模生產鈮合金,那麼中國將在軍事和高端製造業領域佔據巨大優勢。
報導說,當年美國曾以「沃爾夫條款」(Wolf Amendment)禁止中美兩國航太合作,並將中國排除在國際太空站之外,如今中國堅持獨立自主,在太空站領域「殺出一條血路」,這同時也證明了一個國家擁有自己的太空站是多麼的重要。
報導指出,由鈮合金製成的渦扇發動機葉片能夠承受超過1700攝氏度的高溫,它比目前常用的鎳或鈦合金更輕,高溫下的抗壓強度高達3倍,而用這種材料製成的發動機能夠達到現有技術無法實現的速度和運行效率。但由於鈮合金的高強度晶體的生長非常緩慢,無法大規模生產。而這些難題已經被中國科學院院士、西北工業大學物理科學與技術學院教授魏炳波領導的團隊解決,該團隊採用了一種新的快速冷卻方法,實現了高品質鈮矽晶體近9釐米/秒的生產速度。此外,通過添加微量的鉿,使合金的室溫強度提高了3倍多,滿足了發動機裝配線的要求。
中國目前是鈮的最大消費國,主要用於製造高性能鋼材。中國自身的鈮儲量僅占世界總量的不到1%,而同為金磚國家的巴西生產了世界上近90%的鈮,這個南美國家也是中國主要的礦石供應國之一。
一位來自北京、未參與這項研究的材料科學家認為,「很難想像一個團隊能夠獲得如此多的資源,並堅持這麼長時間在太空中進行如此具有挑戰性的實驗。」如此大規模生產鈮合金將使中國在軍事和高端製造業領域佔據巨大優勢,「這是上天賜予的禮物」。
美國《福克斯新聞網》指出,面對中國的競爭,美國推進太空站商業化,準備讓國際太空站脫離軌道,並讓美國企業開發的太空站取而代之。但人們擔心這一想法會步美國太空梭計畫的後塵,不斷出現延誤,屆時中國或將成為全球唯一擁有太空站的國家。