“我們已經(jīng)在地面開展了30多年空間環(huán)境模擬實(shí)驗(yàn)，現(xiàn)在有機(jī)會(huì)到空間做在軌實(shí)驗(yàn)，好比‘畫龍’30載，今朝空間‘點(diǎn)睛’?！?1月13日，中國空間站材料類科學(xué)實(shí)驗(yàn)樣品交接儀式在中國科學(xué)院上海硅酸鹽研究所舉行，西北工業(yè)大學(xué)王海鵬教授告訴解放日報(bào)·上觀新聞?dòng)浾?，他所在的空間材料科學(xué)與技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，由魏炳波院士創(chuàng)建領(lǐng)銜，該團(tuán)隊(duì)長期從事金屬材料空間環(huán)境地面模擬研究，空間站為新材料研制提供了新機(jī)遇，天地之間物理?xiàng)l件的差異會(huì)在材料研制過程中產(chǎn)生新的規(guī)律。
本批實(shí)驗(yàn)樣品主要是高溫合金類材料，10月31日隨神舟十六號(hào)載人飛船返回艙從空間站返回地面，分別來自中國科學(xué)院金屬研究所、西北工業(yè)大學(xué)、清華大學(xué)、上海交通大學(xué)。
西北工業(yè)大學(xué)此次接收的實(shí)驗(yàn)樣品，是空間“無容器實(shí)驗(yàn)柜”下行的第五批樣品。作為國內(nèi)首個(gè)、國際上第二臺(tái)在軌運(yùn)行的“無容器”實(shí)驗(yàn)設(shè)施，“無容器實(shí)驗(yàn)柜”于2021年4月隨空間站核心艙發(fā)射上天，其最高加熱溫度可達(dá)3000℃，達(dá)到國際領(lǐng)先水平。
所謂“無容器實(shí)驗(yàn)柜”，即實(shí)驗(yàn)樣品無需容器，好比發(fā)射一顆炮彈，先把實(shí)驗(yàn)樣品裝在彈匣里，到了空間把它釋放出去，讓其飄浮在空中，實(shí)驗(yàn)結(jié)束再把它回收到彈匣里。
對于“無容器”，王海鵬深有感觸，“如果有容器，實(shí)驗(yàn)樣品容易和容器壁發(fā)生反應(yīng)；無容器，則可以得到更高純度和更均勻的材料”。
“我們正在研究一種新型鈦合金，液態(tài)鈦合金在地面受重力作用容易變形，導(dǎo)致對其物理性質(zhì)的測定精度偏低，這次是探究它在微重力和高溫條件下的物理性質(zhì)。就像液滴，在地面偏離球形，但在外層空間，可以調(diào)控為完美的球形，這對于密度測定而言，越是完美的球形，測定精度就越高?！蓖鹾ｙi告訴解放日報(bào)·上觀新聞?dòng)浾?，今?月，從空間站已經(jīng)下行了液態(tài)合金相關(guān)的數(shù)據(jù)，接下來他很期待對冷卻下來的固態(tài)樣品展開研究。據(jù)了解，這種新型鈦合金具有良好的抗腐蝕和機(jī)械性能，可用于航空、航天、航海等領(lǐng)域。
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“芯片里雜質(zhì)的影響就像電視機(jī)上的雪花點(diǎn)，雜質(zhì)越少品質(zhì)越高。我們研究的鋁純度高達(dá)99.99995%，在國際上比較領(lǐng)先，但對于芯片制造還是不夠?！鄙虾＝煌ù髮W(xué)教授孫寶德告訴解放日報(bào)·上觀新聞?dòng)浾?，在地面生產(chǎn)芯片時(shí)，受重力影響大，怎么提純都提不干凈，他期待著通過空間實(shí)驗(yàn)，有助于研究這一材料提純的機(jī)理，“如果未來純度能夠達(dá)到99.99999%，將對芯片制造帶來極大提升。
上海交通大學(xué)此次接收的實(shí)驗(yàn)樣品來自空間站“高溫材料實(shí)驗(yàn)柜”。高溫材料實(shí)驗(yàn)柜2022年10月隨夢天艙成功發(fā)射，并于今年6月返回了第一批實(shí)驗(yàn)樣品。高溫材料實(shí)驗(yàn)柜可在微重力下支持材料的高溫加熱、定向凝固、實(shí)時(shí)測量等功能，其兩個(gè)高溫爐的最高加熱溫度分別為1200℃和1600℃，處于國際領(lǐng)先水平；其X射線透射成像，是國際上首次在載人空間站開展，可實(shí)時(shí)觀察樣品加熱和凝固過程。
中國空間站目前已經(jīng)轉(zhuǎn)入在軌運(yùn)行階段，各個(gè)科學(xué)實(shí)驗(yàn)柜正在開展空間材料、空間生命、基礎(chǔ)物理等微重力實(shí)驗(yàn)。其中，高溫材料實(shí)驗(yàn)柜和無容器材料實(shí)驗(yàn)柜均由上海硅酸鹽所牽頭完成研制。
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