IT之家 8 月 24 日消息,據(jù)央視新聞報(bào)道,近日,中國(guó)空間站上的無(wú)容器材料實(shí)驗(yàn)柜取得重大突破,成功將鎢合金加熱至超過(guò) 3100℃,創(chuàng)造了新的世界紀(jì)錄。
據(jù)IT之家了解,在距離地面約 400 公里的中國(guó)空間站天和核心艙內(nèi),有一臺(tái)被譽(yù)為“太空煉丹爐”的無(wú)容器材料實(shí)驗(yàn)柜。自四年前進(jìn)入太空以來(lái),它一直專注于研究高性能材料,如鎢合金、鈮合金等耐熱材料以及新型材料。這些材料在火箭發(fā)動(dòng)機(jī)等極端高溫環(huán)境中具有重要應(yīng)用價(jià)值。
現(xiàn)在,這臺(tái)“太空煉丹爐”又成功把鎢合金加熱到 3000 多℃,接近太陽(yáng)表面溫度的一半。此次實(shí)驗(yàn)柜的成功,得益于兩大關(guān)鍵技術(shù)的突破:
“懸浮術(shù)”:精準(zhǔn)控制液態(tài)金屬
在地球上,熔化的金屬液體受到重力影響,難以形成均勻的合金。但在太空微重力環(huán)境下,液態(tài)金屬的表面張力使其形成完美的球形。實(shí)驗(yàn)柜通過(guò)靜電場(chǎng)產(chǎn)生的力,將金屬穩(wěn)穩(wěn)托住,使其懸浮在半空中,完全脫離容器接觸,避免了雜質(zhì)污染和外界干擾,實(shí)現(xiàn)了真正的“無(wú)容器”實(shí)驗(yàn)。
“三昧真火”:雙波長(zhǎng)激光加熱系統(tǒng)
實(shí)驗(yàn)柜的雙波長(zhǎng)激光系統(tǒng)是其核心技術(shù)之一。半導(dǎo)體激光負(fù)責(zé)對(duì)金屬表面進(jìn)行快速加熱,而二氧化碳激光則深入金屬內(nèi)部進(jìn)行均勻加熱。兩者配合 300 瓦的大功率輸出,即使是熔點(diǎn)極高的鎢合金,也能被迅速加熱至液態(tài),形成完美的液球。
通過(guò)“懸浮術(shù)”和“三昧真火”的精妙配合,科學(xué)家們能夠觀察到極端耐熱材料在超高溫下的真實(shí)行為,如鎢合金熔化后的流動(dòng)和冷卻結(jié)晶過(guò)程。這些在地面實(shí)驗(yàn)中難以捕捉的數(shù)據(jù),正在為我國(guó)新型耐熱材料的設(shè)計(jì)鋪路。
這些研究成果不僅有助于開(kāi)發(fā)新型耐熱材料,還可能應(yīng)用于未來(lái)的航天任務(wù)中。例如,這些材料可以成為宇宙飛船的“鎧甲”,抵御穿越大氣層時(shí)的高溫;也可以作為火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的“心臟”,在極端高溫下保持穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)。
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