SCMP：中国首次研制出用于高超音速飞行的工业级铌合金——

在天宫空间站的三年多时间里，航天员们一直在进行一项看似平凡的实验。

实验包括用激光撞击悬浮在真空室中的合金颗粒，然后记录颗粒冷却时发生的细微变化。

实验持续了很长时间，设备和样品已更换了三次。但这一切都是值得的。

利用航天员工作的数据，地球上的科学家现在首次成功生产出满足工业应用严格要求的铌硅合金。

这一进展可能会彻底改变航空航天技术。例如，由铌硅合金制成的涡扇发动机叶片可承受超过1700摄氏度的温度。

这种材料比目前常用的镍合金或钛合金更轻，高温抗压强度是后者的三倍，用这种材料制造的发动机将能够达到现有技术无法达到的速度和运行效率。

这些问题被中国科学院院士、西北工业大学物理科学与技术学院教授魏炳波领导的团队解决。

他们采用一种新的快速冷却方法，实现了高质量铌硅晶体近9厘米/秒的生产速度。此外，通过添加微量铪，他们将合金的室温强度提高了三倍以上，满足了发动机装配线的要求。

魏和他的同事在12月27日发表在中国物理学会主办的《物理学报》上的一篇同行评议论文中写道：“提高断裂韧性对于铌硅基合金的工业应用至关重要。”

位于古城西安的西北工业大学因研发尖端技术被美国严厉制裁，例如能够以五倍音速或更快的速度长距离飞行的高超音速飞机。

美国的制裁促使中国政府和军方加大对这所大学的支持。自2021年以来，魏的团队被允许在仍在建设中的中国空间站上进行实验。

得益于微重力环境，中国科学家观察到了一些前所未有的现象，包括合金快速凝固过程中产生的独特收缩孔结构，以及与之前地面实验完全不同的晶体生长模式。

这些基础科学发现帮助魏的团队更深入地了解了铌硅合金的物理性质，从而开发出更实用、更高效的制备方法。

“这是天赐之物，”一位在北京工作、未参与这项研究的材料科学家说。

“很难想象一个团队能够获得如此多的资源，坚持这么久，在太空进行如此具有挑战性的实验。如果铌硅合金未来能够量产，将给中国在军事和高端制造业带来巨大优势。”

“这证明了一个国家拥有自己的空间站是多么重要。”

比天宫大得多的国际空间站禁止与军事相关的研究，并要求成员国共享研究成果。中国加入国际空间站的申请在上世纪90年代被美国否决。

铌是一种稀有金属，中国是最大的铌消费国，主要用于制造高性能钢材。

但中国自己的铌储量不到全球总储量的1%。巴西生产了全球近90%的铌。这个南美国家是金砖国家成员国，金砖国家是由包括中国在内的主要新兴经济体组成的联盟，也是中国主要的矿石供应国之一。

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