“中國空間站超高溫合金材料”取得了新的進展。這個項目是西北工業大學科研團隊主導的，關鍵詞“超高溫合金”，這是什麼技術，有什麼用呢?

　　評論區經常看到一個說法“中國航天跟我月薪三千”有什麼關係，今天的文字就可以反駁這種觀點。

　　西工大這個“超高溫合金”材料，其中包括了金屬鈮合金。

　　鈮(Nb)原子序數41.是一種耐高溫的金屬，熔點高達2400多攝氏度，而如果跟其他元素融合到一起組成鈮合金，不僅可以耐高溫、耐腐蝕，而且在上千度高溫的狀態下，仍然具有非常好的力學特性。

　　所以超高溫合金一般用在哪裡?用在航空發動機的核心機上面，而渦扇發動機又是飛機的“心臟”。鈮合金是其中一種，另外還有鈷、鉬、鎳等元素合金。

　　(西工大鈮合金，在空間站試驗返回的樣本)

　　比如說渦扇發動機的高壓渦輪，是世界上工況最惡劣的零件，每分鐘轉速10000轉以上，溫度達到1800攝氏度。

　　尤其是咱們第六代戰鬥機使用的下一代發動機，理論推重比可能超過15.高壓渦輪的進氣溫度可能達到2100攝氏度以上，已經遠遠超過了一般發動機的高溫合金的熔點。

　　那如果你想搞第六代戰鬥機，就必須突破超高溫合金的技術。

　　耐高溫還只是邁過了門檻而已，渦扇發動機超高溫合金材料，還有3個基本指標，一是高溫強度，二是室溫韌性，三是高溫抗氧化性。

　　高溫強度很好理解，一塊鐵燒紅了就會變軟，但是超高溫合金不允許變軟，2000度高溫下依然要夠硬;

　　室溫韌性也很好理解，很多非金屬陶瓷材料也能耐高溫，但是在常溫下卻非常脆，撞一下就碎掉了，這也不行;

　　高溫抗氧化性這個稍微抽象一點，大家看打鐵的時候，總是有一層殘渣掉下來，因為溫度太高了，鐵的表面跟空氣中的氧氣反應，變成氧化鐵脫落。

　　六代機想象圖

　　但是發動機的葉片在2000多度的高溫下，依然要保持幾乎不跟氧氣反應，你想想這個要求有多難。高溫不變軟、不氧化，低溫又不能變脆，這三個要求必須同時滿足，簡直太難了。

　　這還不是最難的，最難的是，要把這種超高溫合金，非常精確地加工成高壓渦輪葉片的形狀，大家看這個葉片的剖面，必須精確符合翼型曲線，而且葉片裡面還是空心的，有非常精密的管路，低溫空氣在裡面循環，給葉片散熱用的。

　　空心葉片

　　如果你想研製出更好的發動機，就必須對超高溫合金材料進行徹底的分析研究，想辦法找到更好的冶煉配方，從而提高這3個基本指標。

　　但是在地面上，想對兩三千攝氏度的金屬做物理特性研究，很困難，你可能連容器都很難找到，容器就算能扛得住兩三千度的高溫，容器跟實驗材料接觸的那個接觸表面，也可能會在高溫下發生反應，污染試驗樣本。

　　那怎麼樣避免容器跟實驗材料接觸呢?

　　科學家們就想到，地面上很難，但是到了太空就可以了，微重力環境下，鈮合金可以懸浮在容器裡面，根本就不接觸容器表面，然後用微波或電磁感應加熱到兩三千度，這樣就可以徹底避免容器耐高溫和污染樣本的問題。

　　(懸浮在微重力環境下的超高溫合金)

　　所以從2021年9月份開始，西北工業大學的科研團隊，挑選了三批超高溫合金的試驗樣品，分別搭乘天舟三號、天舟四號、天舟五號貨運飛船，進入了中國空間站。其中第一批樣品當中就有36種不同配方的鈮合金。

　　咱們空間站上面有兩個專門的實驗櫃，一種是“高溫材料科學實驗櫃”，還有一個“無容器材料實驗櫃”，給這些超高溫合金，提供了絕佳的實驗環境。

　　在航天員的操作下，西工大的研究團隊拿到了很多寶貴的實驗結果;實現了對鈮合金在微重力環境下的加熱、熔化、降溫、過冷、凝固等一系列物理實驗。

　　這就意味着，我們以後甚至可以把一些非常特殊的零件，放到太空環境下去冶煉、加工製造，可以在太空研究製造發動機的高壓渦輪葉片。

　　那不光是第六代戰鬥機、隱身轟炸機，還有C919、C929這些民用客機，它們未來的國產渦扇發動機，都可能用上太空葉片。

　　除了這種鈮合金，還有一種鋯合金，這個更不得了，鋯的原子序數是40.跟其他金屬搭配做成鋯合金，具有非常低的熱中子吸收截面，而且非常耐腐蝕，用來做成核反應堆的燃料棒外殼。

　　也就是說你想造出性能更強大的核電站、核動力航母、核潛艇，就必須研究出更好的鋯合金材料。

　　跟鈮合金一樣，從2021年開始，也有幾十種不同配方的鋯合金，被送上了中國空間站，科學家們不僅發現了跟地面上完全不一樣的材料內部變化，更神奇的是，由於失重，鋯合金融化和凝固的過程跟地面上也不一樣了，出現了新的漩渦狀組織結構，這些成果，以後就很可能會用到核電站、核航母的反應堆上面去。

　　(新的旋渦結構)

　　鋯合金還有一個好處，就是耐磨、耐腐蝕，可以做成人造關節，未來可以拯救更多的病人。

　　那說到這裡大家就可以做個總結了，中國空間站，那就是一個高科技的孵化器，以後我們可能在太空研究和生產很多稀有零件，應用在國防、生物醫療、計算機等關鍵領域。就像你打遊戲升級裝備，很多極其稀有的裝備，可能必須在太空中才能研究出來。

　　所以說，只有發展航空航天這些高科技，才能為我們普通人的生存提供基礎。發展高科技，把蛋糕做大，大水漫灌，緩解內卷，普通人的收入才有起碼的保障。

　　如果我們不搞空間站，不開發太空資源，我們產業升級可能就很慢，你別說月薪3000的工作都保不住，很可能連和平的環境都保不住，“落後就要挨打”。

　　我們曾經錯過了大航海時代，現在絕對不能錯過航天時代，太空就是人類最後的邊疆，我們必須勇敢探索，造福子孫後代。