中国空间站收获阶段性应用成果 科研人员进行定向凝固实验
发布时间：2023-08-21 10:32:57 所属栏目：动态 来源：互联网
导读： 在高温应用中表现极佳的单一晶体合金牌号被用来制造飞机引擎及燃汽涡轮机的关键部件；这种材料的深入探究一直是冶金学者们致力于研究的重点项目之一。为了探索获得更优秀合金材料的新途
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在高温应用中表现极佳的单一晶体合金牌号被用来制造飞机引擎及燃汽涡轮机的关键部件；这种材料的深入探究一直是冶金学者们致力于研究的重点项目之一。为了探索获得更优秀合金材料的新途径，中国空间站梦天舱在2022年发射时携带了两件硅铝合金材料样品进入中国空间站。今年6月，其中一件铝硅合金样品在空间站完成定向凝固实验后随神舟十五号返回地面。中国科学院金属研究所的科研人员近期开始对这件合金样品结合地面定向凝固实验样品开展对比分析研究。 中国科学院金属研究所的科研人员近日对这件神舟十五号带回的铝硅合金样品开展初步的解剖分析工作，并与地面重力条件下的同类实验样品进行对比，分析重力与微重力环境下合金样品的差异，从而研究重力在凝固过程中具体发挥了什么作用。 中国科学院金属研究所研究员罗兴宏：从现在来看，我们会发现从表面上看空间样品的气泡表面比较少，而地面样品表面的气泡比较多。相反，在空间样品的内部有一些气泡比较多，这个可能是我们以前没有关注到的一些新的现象。我们会沿着这个方向再做进一步的解剖，来发现具体的情况。 据介绍，铝硅合金的凝固过程与单晶高温合金具有一定程度的相似性，其制备过程中存在一些缺陷，例如疏松、成分偏析等，这些都与重力引发的浮力对流有密切关系。科研人员开展的合金定向凝固对比实验，就是为了揭示重力在单晶合金凝固过程中的具体作用及相关机理，探索解决合金凝固缺陷问题的方法。 中国科学院金属研究所研究员罗兴宏：我们准备了一个和天上一模一样的样品，在地面上做一个除了重力水平不一样，其他环境完全一样的一个对比的实验。这样就能把重力作为一个单独的参数拎出来，重力条件不一样的两个样品进行对比，就能把重力的作用给解剖出来。搞清楚重力到底对合金当中的结构以及在整个样品当中的成分分布，重力是怎么无形中发生这么大的作用的，就可以有针对性地利用重力的效应或者克服现实世界重力的方面的一些不可避免的不足因素来制备更好的材料。 中国科学院金属研究所的科研人员介绍，中国空间站合金材料定向凝固实验分为两个阶段，目前，中国空间站上的实验处在第一阶段，未来还将使用不同的合金材料开展第二阶段实验工作。 中国科学院金属研究所研究员罗兴宏：我们目前在天上运行的是Ⅰ型炉，它的最高加热温度只有1200℃，所以比较适合做铝合金。未来，我们还要上一个新的炉子是个Ⅱ型炉，最高加热温度能够到1600℃，这个时候我们就可以用接近真实的单晶就是镍基单晶高温合金的材料去做天上和地上的对比实验。 据介绍，除了铝硅合金定向凝固实验，科研人员还将使用其他实验方法和不同的合金材料去开展相关实验工作。 中国科学院金属研究所研究员罗兴宏：未来还会随着（中国）空间站这个项目的运行，（我们）还会做一些其他的实验。比如说我们目前做的是铝合金，未来我们还会用铝铜合金去做。除了定向凝固（实验）之外，我们还想用一些其他的实验方法和手段。比如用X射线透视的方法，来实时原位观察枝晶生长的过程以及形态的演变。 分不同阶段开展不同合金材料的不同实验，目的是测试各类合金在重力和微重力环境下的差异，研究相关机理，最终目标是提高单晶合金性能，这些材料未来可以在燃气轮机或者航空发动机的叶片等不同的应用场景中发挥出重要作用，我们希望通过这项研究，为中国航空发动机产业的发展提供一些有价值的参考。王海峰说。 （编辑：宁德站长网） 【声明】本站内容均来自网络，其相关言论仅代表作者个人观点，不代表本站立场。若无意侵犯到您的权利，请及时与联系站长删除相关内容! |
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