前言
1月7日，中国科研团队首次成功在地球上制造出了符合工业应用严格要求的铌合金，铌合金作为可以承受1700摄氏度高温的特殊材料，它在工业中意义重大。
但是受限于技术和铌的特殊性质，铌合金的研究无法在地球上开展，只能在太空研发，这次中国科研团队取得成功，又一次证明有一个自己的空间站有多重要。
铌合金研究成功有什么意义？为什么铌必须在太空上研发？
铌与铌合金
铌作为特殊金属，铌金属本身拥有很多令人惊叹的特性，它的熔点甚至超过了2400摄氏度，本身具备了卓越的耐高温性能，在高温环境下，铌能保持稳定的物理和化学性质，不会轻易发生变形或者和其他物质发生反应。
此外，铌还拥有出色的抗腐蚀性，能够抵御各种化学物质的侵蚀，无论是在强酸碱环境中，都保持自身的结构完整性，同时它的高强度和硬度也是无可挑剔，这样的物理特性自然让它在如今的工业中地位很高。
当铌与其他元素融合形成铌合金的时候，它的性能也会因此得到改变，比如可以获得更高的强度、更小的热中子吸收截面、更强的抗液态金属腐蚀性等等性能。
而拥有了这些能力，铌合金也就可以更加广泛的应用到我们的生产中，尤其是航空航天上，铌合金的耐高温性就非常重要，我们知道飞机发动机作为飞机的心脏，它的性能直接决定了飞机的上限。
所以在发动机的部件中，涡轮叶片常常采用含铌的高温合金制造，这样它就能在极端的温度和压力条件下保持稳定的性能，确保涡轮叶片在高速旋转和高温燃气的冲击下不发生变形或损坏，从而提高发动机的效率和可靠性。
同时铌还可以用在制造超导材料，这些超导材料在磁共振成像（MRI）设备、粒子加速器等高科技设备中发挥着关键作用，超导材料能够在低温下实现零电阻导电，大大提高了设备的性能和效率。
我们知道核反应堆等需要控制中子流量的场合，对材料的要求更多，而铌合金除了可以承受高温、高压和辐射环境，还有更小的热中子吸收截面，不仅可以确保核反应堆的安全稳定，还能提高效率。
铌和铌合金拥有这么多独特的性能，所以它在如今在众多高科技产业中都扮演着不可或缺的角色，而且随着科技的不断进步，它们的应用前景必将更加广阔。
中国空间站的铌合金突破
不过知道铌有这么多优秀的性质，但这些性质也成了想要我们研发和制造时需要解决的问题，地球上能提供的环境是有限的，想要更全面的研究铌的性能，还需要更特殊的环境。
自2021年起，西北工业大学的科研团队便与空间站展开了紧密合作，开启了对超高温合金材料的深入研究，而铌合金正是此次研究的重点对象，极高的熔点使得在地面进行相关研究面临挑战。
在地面上，别说是组建可以进行两千度高温条件的研究，就连寻找合适的实验容器都困难重重，但这些问题在太空就没有那么突出，空间站所处的微重力环境，为铌合金的研究提供了得天独厚的条件。
太空中的温度变化范围极大，从极端低温到极端高温，这为研究铌合金在不同温度下的性能提供了天然的实验场，加上微重力环境使得液态合金处于无容器状态，就更加方便观察研究了，可以说是天然的实验室。
从2021年9月开始，西工大精心准备的铌合金材料样品分为三批，搭载天舟三号、四号、五号货运飞船顺利进入空间站，宇航员们用激光照射悬浮在真空室中的合金颗粒，观察这些颗粒在冷却过程中的细变化，认真记录下每一个数据。
虽然这些环境看起来非常无聊，但正是这样“无聊、重复”的记录，在经过长达三年多的沉淀后迎来了收获的时刻，科研团队利用在太空得出的宝贵实验数据，在地球上成功制造出了符合工业应用严格要求的铌合金。
而这些成果如果没有太空独特的微重力环境，我们的科学家就很难观察到许多在地面实验中难以见到的现象，比如合金快速凝固过程中产生的独特缩孔结构，以及与以往地面实验截然不同的晶体生长模式。
如今有了可行的技术，我国已探明铌资源量达470万吨，位居世界第二，而且在内蒙古白云鄂博、湖北两竹地区、江西宜春、新疆拜城、陕西华阳川等地均有集中分布。
还有经过不懈努力成功攻克的铌资源高效利用的铌稀土分离工艺技术，这项技术使铌精矿品位从传统工艺的5%-8%大幅提升至17%，回收率更是从20%跃升至50%。
我国在铌资源的储备、开采提纯、工业应用和量产等方面，已经具备了一整套完整的技术，对国外技术和资源的依赖大大降低，能够更加自主、高效地推动铌合金产业的发展，为我国航空航天等高端制造业的进步奠定基础。
如果将铌合金应用于六代机发动机的制造，将彻底改变航空航天技术的格局，六代机将凭借更强大的发动机性能，实现更快的飞行速度、更高的机动性和更远的航程，在未来的空战中占据绝对的优势。
而且现在民用航空对飞机的性能、安全性和经济性提出了越来越高的要求，铌合金的优异性可以在发动机的制造中，提高发动机的效率和可靠性，降低燃油消耗和维护成本，使飞机的运营更加经济高效。
可以预见随着铌合金技术的不断成熟和大规模量产的实现，中国航空业将迎来一次质的飞跃，它将推动中国航空工业在全球市场中占据更为重要的地位，提升中国在国际航空领域的话语权和竞争力。
中国科学家通过“天宫”空间站首次制造出工业级铌合金，可能将彻底改变航空航天技术 观察者网 2025-01-07
