微重力环境优势独特 中国空间站超高温合金材料研究获新进展
近日，由W北工业大学科研团队主导的超高温合金材料研究取得新进展，研究团队通过中国空间站提供的微重力环境获得了材料的关键物理特性，实现了难熔合金微观组织结构与宏观形态的Bi调控。
本文源自金融界AI电报
斯瑞新材申请一种低膨胀高温合金制备工艺专利，解决高温合金枝晶偏析缺陷，提升材料组织性能
金融界2024年9月11日消息，天眼查知识产权信息显示，陕W斯瑞新材料股份有限公司申请一项名为“一种低膨胀高温合金制备工艺“，公开号CN202410765147.3，申请日期为2024年6月。
专利摘要显示，本发明公开了一种低膨胀高温合金制备工艺，包括以下步骤：S1、配料：取铁、硅、钛、铌、钴、镍、铬的单质原材料放入坩埚中；S2、真空熔铸：S2?1、一阶段升温；S2?2、二阶段升温；S2?3、三阶段保温；S2?4、四阶段降温；S2?5、五阶段升温；S3、真空自耗电弧熔炼。本发明通过真空熔炼，进行梯度加热和过程控制，同时采用高温浇铸的方式，配合行波磁场和旋转磁场交替的搅拌方式，解决该高温合金常出现的枝晶偏析缺陷问题，使合金材料的晶粒组织均匀分布，又通过进一步的真空自耗电弧熔炼，使合金的组织在前期均匀化的前提下，进一步的细化，有效提升材料的组织性能。
本文源自金融界
W工大研究新发现新材料铌合金，或让国力发生质变！究竟何物？
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W北工业大学建校以来便致力于研发国之重器，所取得的显著成果在诸多领域都得到了应用，尤其在中国航天领域，更是作出了突出卓绝贡献。
而就在7月4日，W工大传出再度取得了重大技术突破，或许将带动大陆国力直线飙升！
这是全新铌合金材料，它能经受住2400℃高温环境的考验，极具韧性与稳定性，室温环境中也能保持状态恒定。未来不仅能装配在航天器材上，还能用于战斗机发动机制作，届时我国国防力量将会迎来质的突破！
这一材料对于我国来说意味着什么？国之荣耀的W工大近些年又拥有哪些新发现？
新材料的意义与应用地面研究存在一个基本共同点，那就是无法脱离重力控制，完全处于地心引力之上。但宇宙微重力环境就大不相同了，在中国空间站内，部署了我国科学实验柜等国际领先的空间科学研究设施，能在此进行空间生命科学与生物技术、空间材料科学、微重力流体物理等诸多领域的研究，现在中国空间站已经成为全国覆盖学科领域最全、能力最强的太空实验室。
2021年W工大科研团队与空间站展开合作，在太空上进行超高温合金材料的相关研究。根据介绍，W工大选取的实验材料为铌合金，这是一种极难熔金属，熔点高达2400度以上。在地面别说进行两千度高温条件研究，恐怕连合适的实验容器都难以找到。
但空间站所处的微重力环境恰巧能满足铌合金的实验条件，能直接进行无容器研究。
于是自2021年9月开始，W工大的铌合金材料样品分为三批，以此搭载天舟三号、四号、五号进入空间站并开展材料学实验。在那里，研究团队顺利完成了铌合金在微重力状态下的加热、熔化、降温、过冷、凝固、热物理性质测定等重要实验过程。
这究竟是怎样的一种材料，能引起空间站和W工大的高度重视呢？中国各式各样的稀有金属储量都较为丰富，像含铌材料产量仅2019年就高达8000万吨，高居世界前列。
铌合金材料塑形极佳，是加工焊接的绝佳材料，它能用于医疗领域，制造高端医疗器械，提升设备的性能与稳定性。同时在深空探测、行星开发领域，都能成为国家航天局的关键助推器。此外还能用作核反应堆结构材料，太阳能电池板建造。
总而言之，铌合金是承受工业极端工况的关键组件。未来随着新能源和航天领域的蓬勃发展，市场对于铌合金为首的高性能材料需求，只会更加庞大。科技进步会不断突破铌合金材料的性能极限，随着生产工艺的革新增强，它将与纳米技术和三维打印相融合，来开辟人类制造的新纪元。
但就当下的国家来说，铌合金材料在航天、医疗行业的应用都属于小试牛刀，它还有一个更为关键重要的作用——突破战斗力性能屏障，提升战力上限。
战斗机燃气涡轮发动机的核心部件，主要由压气机、燃烧室以及涡轮组成，这些零部件开始运作后，内部的高压涡轮会迅速进入高效运转状态，一分钟转速破万是常态，甚至每一次机械运作都会形成两千度的高温。
中国研发的下一代战机发动机，性能得到提升的同时，也会让核心部件的运作温度突破至2100℃以上，远超高温合金材料的承载极限。而且发动机叶片作为高精尖部件，在耐受高温的同时也要求原材料必须易于制造，反观此时国内许多原材料，很难保证高温和室温状态下都具备稳定表现，像陶瓷室温环境下就会产生脆性。
此时铌合金便派上用场了，它耐高温、韧性强、极具抗氧化性。用铌合金打造的叶片，无论是室温还是高温的表现都十分稳定，可轻易制造为战斗机需要的翼型曲线。这种神似太空叶片的零部件还能保证内部中空，让内部各类管路的气体实现循环顺畅，散热效果俱佳。
回顾上世纪六十年代，中国只能制造出世界末流的低强度铝合金。在全国科研团队的潜心深究下，中国的超强耐高温材料，如今总算是走在了世界前列，问鼎全球第一。
W工大的卓越贡献除了铌合金外，W工大团队还在空间站微重力环境下，对锆合金材料进行了在轨凝固实验，同样取得重大发现。
这是一种具备耐腐蚀性和生物相容性的材料，在核技术和医学植入领域有重要应用。该材料在固体和液体不同形态间，存在着密度差，一般凝固后会出现收缩缩孔，这也是团队主要的研究方向。在微重力环境下，研究团队观察到了其特殊的表面组织结构，对深入了解材料特性，拓展材料广泛应用提供了新的可能性，这也是此前地面研究从未发现的新现象。
W工大科研团队通过此次空间站合作，一共对6大合金材料开展了累计上百次实验，未来还计划对其他具备国家重大需求的新型功能晶体与特种材料进行空间研究。国家需要的领域，就是W工大奋进研究的目标。
2021年建党100周年之际，科技部、发发改委、财政部等多部门联合北京政府共同举办了国家“十三五”科技创新成就展，W工大两项重大科研成果赫然在列，展示了高效科技创新领域的部分阶段性成就，其一是滑扑一体仿蝠鲼柔体潜水器、其二是海洋声学探测技术研究成果。
滑扑一体仿蝠鲼柔体潜水器是W工大主导研制，科技部重点专项资助的研发项目，它结合水下滑翔机低功耗花样运动与超机动扑翼运动，拥有高效推进性、Bi重高仿生型、高生物亲和隐蔽性等先进特点。完美解决传统水下航行器航程和机动性难以兼顾的难题，通过仿蝠鲼学突破了多项极端技术局限。
现在W工大已经和相关单位展开合作，利用这款仿蝠鲼潜水器对W沙北礁开展环境监测，有效收集了方圆周边1000米海域的温度、盐度以及深度等各类水文信息。这款潜水器，能悄无声息的前往全球各大海域，进行各类水下环境监测。
海洋声学探测技术同样为国家重点研发项目，W工大迎合国家海洋环境安全的重要需求，历经四年研发，突破了传感器阵列处理、MIMO声学探测、多源声学信息融合等诸多信息处理技术。打造出这个由固定节点、移动节点及组网系统三部分组成的水下信息感知处理系统，能极大提升中国海洋信息获取与环境保护能力，对促进国家海洋探索和开发举足轻重。
除此之外，W工大最显著的成就便是无人机了，早在1958年W工大就研制出中国首架无人机，开辟中国无人机先河，实现中国首个无人机技术与生产线的出口。2009年阅兵式、2017年建军90周年阅兵式、2019年建国70周年阅兵式，那一排排整齐陈列、惊艳卓绝的无人机方队，都是W工大的荣耀！
此外，W工大还创造了中国第一台地效飞行器、第一款50kg级别水下航行器、第一台航空机载计算机等等。在航天、航空、航海等国家关键领域，都有W工大深入融合参与的身影，是名副其实的国之楷模！
参考资料：
W北工业大学：W北工业大学2项科研成果在国家“十三五”科技创新成就展亮相
W北工业大学：W工大10余种样品6上太空！取得突破性进展！
陕W省教育厅：W工大这项研究取得突破性进展！