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不怕2400度高温,西工大新突破!中国六代机,将使用太空叶片

2024-07-20科技

文|明月

编辑|明月

前言

超高温合金,对于大多数人来说,可能是一个很陌生的名词,但实际上,它的应用范围非常广,跟我们的生活息息相关。比如说,你坐的飞机,可能就是使用了超高温合金材料;再比如说,未来的核电站、核动力航母,也会使用这种材料。

想要研究这种材料,最好的地方就是太空,而中国的超高温合金研究,已经开始进入太空实验阶段。那么今天的标题就是,不怕2400度高温,西工大新突破!中国六代机,将使用太空叶片。

一、中国空间站,超高温合金进入太空实验

在我国的太空事业中,有一所大学非常活跃,那就是西北工业大学,也就是我们常说的西工大。

最近,西工大的科研团队又带来了一个好消息,他们主导的「中国空间站超高温合金材料」项目,已经取得了新的进展。

这个项目的名字听上去非常高大上,但实际上,就是为了研究一种叫做「超高温合金」的材料。超高温合金,顾名思义,就是可以在非常高的温度下使用的一种合金材料。

一般来说,人们对金属的熔点,大概知道在几百度或者一千多度左右,但是超高温合金,它的熔点,可以达到2400多摄氏度。

这样一来,就意味着,无论是在航空航天领域,还是在核能领域,都可以找到超高温合金的身影。

要想把这种材料做好,可不是一件容易的事情,它需要非常出色的耐高温性能,在2000多度的高温下,依然可以保持较好的力学性能。

它还需要有很好的抗氧化性能,在高温下,很容易跟空气中的氧气发生反应,如果出现氧化,材料的性能就会下降。室温下的韧性也非常关键,在常温下就变得非常脆,那么就无法承受外部的冲击。

要想研究这种材料,最好的地方就是太空,只有在太空中,才能真正做到微重力条件下的加热和冷却,这样一来,就可以避免很多地面实验的困难。

西工大的科研团队,已经开始把超高温合金送上了中国空间站,准备在太空中进行一系列的物理实验。

这些实验样品,将搭乘天舟三号、天舟四号和天舟五号,进入空间站的实验柜,这样一来,就可以获得非常好的实验环境,为超高温合金的研究提供有力支持。

为了更好地研究这些材料,他们还特地准备了一个「无容器材料实验柜」,这样一来,就可以避免容器和材料的接触,也可以彻底避开反应和污染的问题。

通过这次太空实验,相信超高温合金的研究会有一个新的突破,这样的突破,将会惠及很多领域,包括飞机、核电等等。

二、航空发动机,需要超高温合金

说起航空领域,大家可能会觉得非常遥远,飞机就是我们生活中非常常见的交通工具,而飞机上的涡扇发动机,更是离不开超高温合金的帮助。

涡扇发动机,可以说是飞机的「心脏」,它的性能,直接关系到了飞机的飞行性能。

在涡扇发动机中,有一样东西,叫做高压涡轮叶片,这个零件,可以说是整个发动机中最「辛苦」的一块,因为它需要承受非常高的温度和压力。

普通的发动机,可能在1800度左右,高压涡轮的温度就已经超过了这个数值,随着技术的不断提升,未来的发动机,比如说我们研发中的第六代机,可能会有更高的需求,温度可能超过2000摄氏度。

在这样的高温下,普通的合金材料,已经无法满足要求,超高温合金,就成了非常好的选择。 它可以保持较好的力学性能,可以抵抗高温氧化,也不会在高温下变得非常脆,完美地满足了发动机的需求。

想要制造这样的叶片,并不是一件容易的事情,叶片不仅需要有很好的材料性能,还需要有非常精密的结构和形状。

这样一来,加工工艺就非常苛刻,必须做到非常高的精度,叶片中还有一些空心结构,需要进行内部冷却,这更加增加了制造的难度。

有了超高温合金的帮助,相信这样的叶片可以顺利制造出来,它的性能,也会给飞机带来非常大的提升。

超高温合金还可以用在很多地方,比如说火箭的喷嘴、核动力航母的燃料棒外壳,它的应用范围非常广,可以说是航空航天领域的「金子」。

三、中国的航天事业,越来越强大

我们不仅可以看到超高温合金的「大作」,还可以看到我国航天事业的「大作」。现在的中国空间站,已经不仅仅是一个空间实验室,还是一个「高科技的孵化器」,可以为各种科学实验,提供绝佳的实验环境。

通过这样的实验,我们可以更好地研究材料的微重力冶炼、生长,也可以研究材料的结构和性能变化,这对于材料的研究和应用,有着非常大的推动作用。

除了超高温合金,还有一种叫做「锆合金」的材料,也被送上了中国空间站,进行太空实验。

锆合金,可以说是非常「百变」的材料,它不仅可以用在核能领域,还可以用在生物医学和航天材料等领域。

通过这次实验,科学家们发现,在太空中,锆合金的熔化和凝固过程,出现了非常特殊的「漩涡状结构」,这样的结构,是在地面实验中所看不到的,也是非常珍贵的「太空成果」。

锆合金的太空实验,还可以给人类带来很多「意外收获」,比如说,它可以用在人造关节上,还可以用在核电燃料棒的研究中,可以说是非常「厉害」的材料。

通过这样的实验,我们可以更好地认识各种材料,也可以为人类的科学事业,做出更大的贡献。

结语

太空,永远是人类的「追梦号」,也是人类的「最后的边疆」。正是因为有了航天事业的不断发展,人类才能有更多的「未知领域」可以探索,也才能有更多的「高科技成果」可以应用。

通过太空的实验和观测,我们可以更好地认识地球,也可以为地球的可持续发展,提供更多的「科学指导」。

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