在遙遠(yuǎn)的太空制備不一樣且性能更優(yōu)的合金，是不是很值得期待呢？來自西北工業(yè)大學(xué)空間材料科學(xué)與技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的科研人員肯定地說：“當(dāng)然是。而且，這塊材料在遙遠(yuǎn)太空淬礪之后，就更奇妙了。”

    科研人員所說的“來自太空的合金”，分別是銀-銅-鍺和銀-銅-銻三元共晶合金。目前已經(jīng)完成了樣品自“天宮二號(hào)”返回后的檢測(cè)和交接，正在進(jìn)行后續(xù)的分析和研究。

    2016年9月15日，天宮二號(hào)空間實(shí)驗(yàn)室成功發(fā)射。“天宮二號(hào)”被稱為我國第一個(gè)真正意義上的空間實(shí)驗(yàn)室，也是目前我國載人飛行時(shí)間最長的一個(gè)航天器。

    作為“天宮二號(hào)”進(jìn)行的14項(xiàng)空間科學(xué)實(shí)驗(yàn)之一，“綜合材料實(shí)驗(yàn)”格外引人注目。綜合材料實(shí)驗(yàn)是由中科院物理研究所和中科院上海硅酸鹽研究所共同牽頭負(fù)責(zé)，中科院6個(gè)研究所和西北工業(yè)大學(xué)共同承擔(dān)的材料科學(xué)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。學(xué)校也成為參與此項(xiàng)科學(xué)實(shí)驗(yàn)的唯一高校單位。

    據(jù)空間材料科學(xué)與技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室解文軍教授介紹，此次學(xué)校承擔(dān)的項(xiàng)目名為“多元復(fù)相合金空間凝固研究”；具體的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容是以三元共晶合金銀-銅-鍺和銀-銅-銻為研究對(duì)象，采用“天宮二號(hào)”綜合材料科學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置，將合金加熱至熔融狀態(tài)，然后使其在空間微重力狀態(tài)下自然冷卻，并在凈化劑的作用下，實(shí)現(xiàn)合金熔體在空間條件下的深過冷和快速凝固。

    那為什么要在太空中完成這樣的科學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)兀?/span>

    解文軍表示，共晶生長是金屬凝固的基本類型之一，也是制備原位復(fù)合材料的有效途徑。工業(yè)中廣泛應(yīng)用的金屬材料多為三元或多元合金。迄今為止對(duì)三元共晶生長只有較為膚淺的認(rèn)識(shí)，一直缺乏深入的實(shí)驗(yàn)研究和成功的理論分析。

    地面條件下重力引起的沉降、偏聚、對(duì)流等效應(yīng)使三元共晶凝固過程較為復(fù)雜，給深入探索三元共晶的形核和生長機(jī)制帶來困難。“而微重力環(huán)境為深入研究被重力所掩蓋的物理現(xiàn)象提供了難得的基礎(chǔ)條件。”解文軍介紹說，通過空間實(shí)驗(yàn)，不但可能得到地面無法獲取的優(yōu)質(zhì)材料，還可使凝固動(dòng)力學(xué)條件得到簡(jiǎn)化，有利于對(duì)三元共晶生長過程進(jìn)行深入分析和研究。

    據(jù)悉，該項(xiàng)目共有18個(gè)材料樣品，分3批進(jìn)行空間實(shí)驗(yàn)。其中我校承擔(dān)的兩個(gè)樣品，分別安排在第一批和第二批進(jìn)行，是唯一由高校主持設(shè)計(jì)的空間材料科學(xué)實(shí)驗(yàn)樣品。

    實(shí)驗(yàn)將獲得空間條件下三元共晶凝固過程的有關(guān)動(dòng)力學(xué)數(shù)據(jù)，揭示出微重力條件下三元共晶生長機(jī)制和凝固組織轉(zhuǎn)變規(guī)律，并為進(jìn)一步提高我國空間材料科學(xué)實(shí)驗(yàn)水平和實(shí)驗(yàn)裝置的研制能力提供技術(shù)積累。

    其中具體的奧秘，讓我們拭目以待吧。

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