划时代里程碑!西工大宣布取得重大技术突破,未来应用更可怕?航天太空材料铌合金

2024年7月3日,西工大取得炸裂性技术突破,他们研究出了一款新型复合材料—铌合金,其熔点超过了2400摄氏度,还具有极强的韧性,良好的导热性和耐腐蚀性。

这种材料一旦得以量产,以后将用来制造火箭和战斗机发动机的零部件,我国的航天和军事实力将进一步加强,连西方国家都会畏惧三分。

那么,到底什么是铌合金呢?这种材料到底是怎么制造出来的?铌合金究竟该怎么应用呢?

1908年,英国化学家查理斯从大英博物馆的一块矿石中提出了一种特殊的材料,它的密度比铁大,质地非常柔软,耐酸耐碱还耐高温,当时甚至没有任何手段能将它融化。

直到之后10年,人们通过先进的技术得到了它的熔点—2468摄氏度,能和它比的只有钨、铼这些金属了。

到了1949年,国际纯粹与应用化学会正式将这种材料命名为元素周期表的第四十一位元素铌。

铌在全世界范围内都广泛分布,其中分布最集中的就是巴西,储量高达1600万金属吨,约占全世界的90%,中国铌资源储量约为927万吨。

铌是各方面性能都优越到极致的材料,一直被国内外的众多科学家赋予厚望,我国科学家也对铌这种材料跃跃欲试,要是能把它制成合金,那么以后它的发展前景将十分广泛。

但在实际操作中,却遇到了一个十分严峻的问题,像铌这种材料单独存在是极其不稳定的,必须制成合金才能巩固它的优势。

铌合金不保留了铌耐高温、耐强酸强碱的特性,还极大地提高它的韧性,但想要制成铌合金却难上加难。

铌的熔点高达2400多摄氏度,也就是说,必须在2400摄氏度以上的环境,才能炼化铌使它与其它的金属元素融合成合金。

现在这样的超高温的条件下,其它的容器想不融化根本是不可能的,所以我们完全找不到任何一种合适的容器来盛放铌并炼制合金,这可把国内外的科学家难坏了。

要知道,一向被誉为世界工业上最恶劣的零件—涡扇发动机的高压涡轮一旦转起来,温度可以超过两千摄氏度,我国第六代战斗机之所以迟迟未能落地,就是因为无法解决涡扇发动机高压涡轮的高温问题,而一旦铌合金被练成了,这个困境就迎刃而解了。

我国的战斗机和航天发动机等需要超高温材料的地方,铌合金也弥补了空缺,到时候我国不管是军工还是航天都将向前迈进一大步。

像电子工业、医疗、原子这些先进领域,也会因为有泥合金的参与而大大提升性能。

这样广阔的前景,谁不眼馋呢?

那铌合金这么好,到底该怎么制作呢?

以前这是一个难题,不过现在我们已经把它攻克了。

作为国防七子的西工大科研团队和中国航空空间站合作,用极其精妙的方法制造出了铝合金。

为什么制作铝合金还要用到空间站呢?

这是因为,我们上述所提到的,铌的熔点非常高,没有任何容器可以盛放它,但到了太空空间站就不一样了。

由于太空的微重力环境,铌和其它材料都是漂浮起来的,它们根本不需要容器,可以最大程度地实现高温融合。

还有一个关键性的因素是,在地球的环境里,根本不可能做到完全纯净,在炼化铌合金的过程中必然会掺杂其他的杂质,而在太空,因为微重力的原因不需要考虑其它杂质,能够最完美地炼化铌合金。

在此之前,很多人觉得太空空间站在太空里毫无作用,这下就该被刷新认知了。

我国的空间站绝对不是徒有虚名,我们可以在其中进行化学、物理、材料学等方方面面的实验,所展示的成果令全世界都为之瞩目。

西工大的专家认为,这种独特的螺旋纹组织将为我们研究尼合金的特性奠定基础。

西工大教授王海鹏表示:“这种现象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。”

我国的铌含量并不占优势,如果未来大力发展铌合金,我国势必要大量依赖于进口,这对于我国极其不利。

但是我们西工大和国际空间站合作,率先制造出了高强度的铝合金,这在全世界也是独一份的技术,别的国家也会忌惮三分。

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,磁悬浮列车粒子加速器、核磁共振成像等领域也具有十足的潜力。

我国掌握了这一项先进的技术,势必会走在全世界各国前列,可想而知,以后我国方方面面都可以使用到铌合金,将是怎样强悍的一种现象,估计西方国家都坐不住了。

此次西工大的研究具有跨时代的里程碑意义,我国高度重视铌合金发展,逐步实现完善了铌合金生产应用产业链,未来铌合金将作为一种十分强劲的材料,用在我国的方方面面。

相信以后在我国不断探索太空的旅程之中,铌合金也会发挥重要的作用。

总之,西工大真不愧为国防七一,它的综合实力没得说,这次更会因为发现和制造铌合金我被载入史册。

别以为这些和我们普通人没有关系,一旦铌合金可以用生活中,未来将是更新、更广阔、更高科技的新世界。

敬请期待吧。

参考资料[1]西北工业大学《西工大10余种样品6上太空!取得突破性进展!》20240707[2]新华社《我国空间站高性能难熔合金研究取得多项新发现》20240703[3]光明网《新进展,新发现!“国家太空实验室”硕果频出!》20240708

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1.铌及铌合金钽铌钛及其他铌是灰白色金属,熔点2468℃,沸点4742℃,密度8.57克/立方厘米。室温下铌在空气中稳定,在氧气中红热时也不被完全氧化,高温下与硫、氮 、碳直接化合 ,能与钛 、锆、铪、钨形成合金。不与无机酸或碱作用,也不溶于王水,但可溶于氢氟酸。铌的氧化态为-1、+ 2、+3、+4和+5http://www.atmcn.com/danni/823.shtml
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4.铌合金标准本专题涉及铌合金的标准有8条。 国际标准分类中,铌合金涉及到金属材料试验、有色金属产品。 在中国标准分类中,铌合金涉及到紧固件、、稀有高熔点金属及其合金。 行业标准-航空,关于铌合金的标准 HB 8314-2013钛铌合金100°沉头铆钉 HB 8366-2013钛铌合金平圆头铆钉 https://www.antpedia.com/standard/sp/1023822.html
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19.www.cnitdc.com/pub/grzxsy/kp/jsfl/xynrjs/202003/20200316/j铌合金的工业生产,首先将粉末制成合金坯条,然后进行高温烧结法或熔铸法获得锭坯或铸件。但以熔铸法用得最多,熔铸法又以电子束熔炼和电弧炉熔炼为主。铌合金坯条的生产一般有还原法和粉末冶金法两种:一种叫还原法,又称一次还原法,此法是将五氧化二铌加入还原剂碳化铌和合金元素,经配料混合,压制成型,在http://www.cnitdc.com/pub/grzxsy/kp/jsfl/xynrjs/202003/20200316/j_2020031605415000015843374710838275.html
20.铌产品中心铌 球形纯铌粉 球形铌合金粉 铌制品 钛 钒 铬 铼 难熔高熵合金粉 其他金属粉末 球形钨铼合金粉末15-75μm 钨铼合金粉是由钨和铼元素组成的合金粉末,具有高熔点、优异的耐热性、高密度、良好的耐腐蚀性、优异的机械性能、较低的线膨胀系数和良好的电阻率。订量(最小起订量):按双方确定付款方式http://www.stardusttech.cn/products/37.html