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金、银、铁是我们日常生活中常见的金属，但很少有人听说过“铌”。

不久前，西工大和中国空间站合作对“铌合金”进行研究，并取得了重大突破。

而这种突破让一些西方国家忧心忡忡。

这是为何呢？

铌，是一种神奇的金属元素，具有良好的导电性、导热性和耐腐蚀性，在航空航天、军工电子等领域发挥着重要作用。

首先，铌合金具有很高的熔点，约为2468摄氏度。

这代表其在超高温下也能有良好的稳定性。常见的金属如铁，其熔点是1538度，银是961度。

其次，铌合金的蠕变能力、抗氧化性和抗腐蚀性也十分出色。

这种能力是评价材料是否能在高温下长期使用的重要指标。

此外，铌合金具有优异的超导性能，尤其在低温条件下，其电阻可降为零。

这意味着铌合金具有完美的导电性，在这种状态下，其可以传输大电流而不产生热量。

这也代表铌合金在超导状态时会产生迈斯纳效应，即可以悬浮在磁场之上。

这在磁悬浮列车的应用中十分重要。

不仅如此，铌合金具有高强度、高韧性、低密度等特点，使其在航空发动机、火箭喷管等关键部件上具有重要应用价值。

如此“炸裂”的铌合金，西工大是怎么研发出来的？

这么“好用”的材料，其成功背后是科研人员的辛勤付出。

由于铌是一种难熔金属，在地面环境下对如此高温的铌合金熔体进行物理特性研究极为困难，甚至难以找到适合的实验容器。

并且，研究铌合金的物理特性需要微重力环境，这在地面也很难实现。

但在太空中，这些不利因素都不再是问题。

在我国的空间站船舱内，有一个无容器材料试验柜，各种材料能在这个试验柜中悬浮，避免接触容器壁。

并且，空间站也能满足长时间微重力的环境要求。

因此，西北工业大学与空间站合作，利用其种种特殊环境进行了铌合金的研究。

在过去的三年里，天舟系列飞船载着研究人员挑选的铌合金飞向太空。

他们对这些铌合金进行了上百次实验，研究出了铌合金材料在微重力条件下，在被加热、熔化、降温、过冷、凝固的过程中所呈现出的物理特性。

实验人员发现，在空间站中制造出的铌合金样品的表面具有一种“螺纹状”组织。

这种独特的组织结构并没有出现在地面实验中，这对我们进一步了解铌合金特性、扩展其应用提供了新的可能性。

西工大教授王海鹏表示：“我们发现了微重力液滴凝固的涡旋型特殊组织结构，阐明了微重力凝固收缩的动力学规律，解释了微重力和无容器共同作用下共晶合金解耦生长的内在机理，实现了太空环境凝固合金的微观组织与宏观形态的双调控。”

全世界绝大部分铌矿都分布在美洲，我国长期依赖进口。

这种情况可能会给我国带来风险，毕竟要靠他国供应。

因此，大力开发新型铌基材料十分必要。

而西工大的这一发现，可以说极大地提高了我们的资源利用率，也为国家安全作出了贡献。

之所以强调铌合金的重要性，是因为其对我国科技发展有重要作用。

在航空航天领域，得益于其高温性能、力学性能和耐腐蚀性能，铌合金可以在火箭喷管、航空发动机叶片、卫星结构件等方面充当材料。

例如，在火箭发动机中，喷管的喉衬和扩张段需要承受极高的温度和热冲击，而铌合金可以“完美胜任”。

在核电领域，铌合金具有良好的中子吸收性能，可用于制作核反应堆的控制棒，这些控制棒用于调节核反应堆中的核反应速率。

此外，铌合金在高温气冷堆、快中子增殖等先进核能系统中也具有广泛应用前景。

在超导领域，铌合金的超导性能使其在磁悬浮列车、粒子加速器、核磁共振成像等领域具有重要应用。

比如，铌钛合金是磁共振成像设备的核心部件。

这些磁体会产生强磁场，使得医生能够获得患者体内的高分辨率图像。

在军工领域，铌合金的高强度、高韧性、低密度使其可以用于制作装甲车辆、导弹壳体等军工产品。

枪械的枪管既需要耐磨也需要散热，铌合金是其“不二之选”。

不仅如此，在医疗领域，铌合金也可以用来制作人工骨骼，如人工髋关节、膝关节等，既可以在体内承受长期负荷，同时又与人体组织良好相容。

许多牙齿修复术也是采用铌合金，如牙根。其能够模拟自然牙齿的功能，并提供长期的稳定性。

我国高度重视铌合金产业发展，出台了一系列政策措施，支持铌合金关键技术攻关、产业化和应用推广。

目前，我国已经形成较为完善的铌合金产业链，涵盖铌矿石开采、铌合金制备、加工、应用等多个环节。

部分企业如宝钛集团等还具备国际竞争力。

铌合金，作为一种“神奇”“炸裂”的材料，正逐渐改变着我们的生活。

随着我国科技创新能力的不断提升，铌合金在各个领域的应用将更加广泛。

让我们共同期待，铌合金为我国科技创新和经济社会发展带来更多辉煌成果。

参考资料

西工大10余种样品6上太空！取得突破性进展，西北工业大学