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西工大又放大招了！近期，一种新型超高温合金材料宣告研制成功，可以承受2400摄氏度的高温，同时具有高温和常温状态下相同的稳定性，抗氧化性能也非常优越，这项成果将对我国新一代航空发动机研究起到重要作用，也让欧美各国感叹技术超前。

发动机是航空航天科技的关键因素之一，我国曾经在这方面一直落后，没有一颗“大心脏”，各类飞机的研发势必会受到影响。

而西工大研制的这种合金，将会为我国发动机的研发提速，最直接的影响就是会促进我国六代战机的研制，这种合金材料的具体情况是怎样的？西工大又是如何研制出来的呢？

航空发动机最主要的部分就是高压涡轮，目前的涡轮转速可以达到每分钟1万转以上，产生的温度达到1800摄氏度，而对于我国正在研发的六代战斗机来说，这种发动机还是不能达到要求。

理想状态下，我国的六代战机要达到20马赫的飞行速度，也就是音速的20倍，每秒要飞行6800多米，如果采用涡扇发动机，就意味着高压涡轮将达到2100摄氏度以上的进气温度，这样的高温，一般的合金材料根本承受不住。

高温还只是第一关，作为飞机的一部分，发动机不仅要确保在高温状态下坚固耐用不变形，而且要在恢复到正常的气温之后，所有的材料一样保持稳定，这就是室温韧性，举个例子，陶瓷也非常耐高温，但在室温条件下，轻轻一摔就碎了，这种材料也不行。

同时，还要确保材料在高温状态下不被氧化，这是因为有很多金属材料在高温条件下，很容易与空气中的氧发生化学反应，在金属表面产生一层氧化物，这些氧化物会不断脱落，就会使器材严重变形，发动机如果用这样的材料肯定是不行的。

如果只是满足其中一个条件，能够达标的材料都会有很多，但同时满足这么多条件，这材料就不好找了。

此次西工大研制的超高温合金材料，就可以同时满足所有这些苛刻的条件，这种合金最主要的成分就是金属铌合金，铌（Nb）是一种金属，熔点达到2400多度，本身就具有耐高温的特点，用它制成的合金，兼顾了耐高温、耐腐蚀、抗氧化、有韧性等诸多特点。

现在材料有了，但是要想制成相应的零部件，就需要对材料进行加工，对于发动机高压涡轮的叶片来说，它有特定的尺寸和形状，必须要制成符合标准的翼型曲线，叶片内部还有精密的管路，一点误差都不行。

这就需要对铌合金材料进行冶炼，包括对铌合金进行研发试验的时候，都需要两三千摄氏度以上的高温，哪里会有如此耐高温的容器呢？况且即便有这样的容器，在冶炼过程中，容器和合金发生接触，一旦污染了合金，这些材料也就废了。

在地面，这些问题的确不容易解决，但如果是在太空呢？

在太空环境中，所有的物质都处于失重状态，以铌合金为例，在进行冶炼或配比试验时，可以让它悬浮在空中，利用微波或电磁对其加热，使它达到熔点温度，这时候，科研人员就可以对其“随意拿捏”了。

我国的天宫空间站当中，已经建成了“国家太空实验室”，配合材料科学的研究，专门设置了“高温材料科学实验柜”，以及“无容器材料实验柜”，为各种材料的研发提供了绝佳的太空研究环境。

西工大从2021年开始，就已经启动这项超高温合金材料的研究项目，通过天舟三号、四号、五号货运飞船，分三批将试验材料送到空间站，对各种各样的合金配方进行了大量的验证试验，最终才确定了铌合金的最佳配比。

今后，如果需要对类似铌合金这样的特殊材料进行加工，不排除我们会把“工厂”搬到太空，在微重力环境下，效率将大幅提升，可靠性也能得到保证。

此外，与铌合金研究同步进行的还有一种锆合金，这种合金最大的特点是耐腐蚀，是核反应堆的绝佳材料，一旦有了更好的锆合金材料，就意味着核电站，甚至核潜艇、核动力航母都将拥有更为安全可靠的核反应堆。

同时，锆合金由于特有的耐腐蚀耐磨损特性，也可以广泛应用于医疗行业，比如制作人造关节、人造骨骼等，可以达到经久耐用，安全稳定不变形的目的。

而锆合金的验证试验同样是在我国的空间站里进行，从2021年开始，已经有几十种不同配方的锆合金在空间进行实验。

除此之外，我国的太空实验室还在生命科学与人体研究、空间微重力物理、空间天文与地球科学、空间新技术与应用等领域展开了广泛研究。

这是因为太空环境具有很多地球上不具备的天然优势，它能够提供一个长期微重力、充满辐射的环境，这种环境在地球上很难得到，对于开展一些生命科学的研究，以及对特殊材料进行实验验证都很有帮助。

此外在空间站可以更好的对太空进行观测研究，特别是一些在地球上难以捕捉的波段，在太空中就很容易观测到，这对于太空探索意义重大。

空间站长期都有人员驻留，对各项试验可以及时予以人工干预，依据实验结果去进行设备或技术的升级调整，这就大大提升了实验的效率，定期往返于天地的飞船，还可以及时运输试验材料或样品，应当说，太空实验室使很多领域的科研工作都得到了提速。

太空实验室不仅会对一些基础理论研究提供帮助，而且在一些普惠人类的项目上也有很大进展，例如，我国科学家已经在太空实验室，完成了水稻全生命周期的培养试验，也就是说，从一颗水稻种子开始孕育，直到它结出新的种子。

包括医学方面，对太空环境下干细胞培养的研究，可以为人造器官以及人体组织器官的再生提供依据，这些研究成果，都可以实实在在的造福人类。

我国的太空探索事业方兴未艾，未来还会在月球建立研究基地，包括对火星、木星等行星的探测也将陆续展开，在太空科技的带动下，会有更多的科技实现突破，创造一个更加美好的未来世界。

参考资料：

央视网：《新进展，新发现！“国家太空实验室”硕果频出！》

中新社：《三问国家太空实验室：为何建？研究啥？有何用？》