近日，由西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双调控。

据介绍，研究团队选取的实验材料为铌合金，从2021年9月开始，样品分三批，随天舟三号、天舟四号、天舟五号货运飞船进入中国空间站开展空间材料科学实验。在航天员的协助下，研究团队成功完成了材料在微重力条件下的加热、熔化、降温、过冷、凝固以及热物理性质测定等重要实验。

铌是一种难熔金属，其熔点高达2400多摄氏度。铌合金材料具有塑性好，加工和焊接性能优良等特点，可用作航天和航空工业的热防护和结构材料，因而被认为是下一代火箭和航空发动机的重要备选材料。

不过，在地面环境下，要对其两千多摄氏度的熔体开展物理特性的研究十分困难，连实验容器都很难找到。而中国空间站的无容器材料实验柜刚好能够提供无容器和微重力环境的绝佳实验条件，也为研究人员获取其物理特性提供了可能。

锆合金在轨凝固实验取得科学新发现

除了对超高温合金材料开展研究外，研究团队还在中国空间站所提供的微重力环境下，对锆合金材料开展了在轨凝固实验，同样取得了重要发现。

锆合金具有耐腐蚀性和生物相容性，通常在核技术及医学植入领域有着广泛的应用。此前，锆合金的36个实验样品，通过天舟三号货运飞船送入中国空间站，借助微重力环境，研究团队得到了不同于地面的材料内部温度场和流场分布，并观察到特殊的表面组织结构。

据介绍，锆合金固体状态和液体状态间存在密度差，通常凝固后会出现收缩与缩孔，这也是该专业领域普遍受到关注的研究方向。此次在微重力环境下得到的表面涡旋组织结构，是此前在地面条件下从未发现过的现象，将对进一步了解材料特性，拓展材料应用提供新的可能。

科研团队利用中国空间站，共对6种合金材料开展了上百次实验，未来还将计划对其他材料，尤其是瞄准国家重大需求的新型功能晶体、特种材料等开展相关空间研究。

同期，魏炳波院士的最新研究成果也被新华社专题报道，内容如下：

新华社西安7月3日电 记者3日从中国科学院空间应用工程与技术中心了解到，西北工业大学魏炳波院士团队在中国空间站开展的高性能难熔合金研究，近期成功获取难熔合金熔体的关键热物理性质，在空间凝固制备方面取得多项科学新发现，为我国空间材料科学理论研究、新型高性能的难熔合金材料制备等提供了重要基础，相关成果已发表于《先进材料》等国际学术期刊。

高性能难熔合金是特种稀有金属材料，具有“超高温、高活性”等特征，但地面环境中的难熔合金研究长期受重力、容器等条件制约，难熔合金液态性质的精确测定与快速凝固合成制备存在困难。

2021年4月29日，无容器材料实验柜随天和核心舱发射升空。中国科学院空间应用中心研究员、应用发展中心主任张伟说：“实验柜利用静电场所提供的电场力，使材料样品在真空环境中保持稳定悬浮状态，避免与容器壁接触的影响，可进行金属、非金属等无容器深过冷凝固和热物理性研究。”

自2021年4月以来，魏炳波院士团队制备的10余种数百个高性能难熔合金样品，先后在中国空间站无容器材料实验柜进行6批次在轨实验，成功完成难熔合金微重力条件下的静电悬浮、加热熔化、降温、过冷、凝固、热物理性质测定等重要实验。

“我们发现了一系列新成果，主要包括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，揭示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等。”西北工业大学物理科学与技术学院教授王海鹏说。

我国空间材料科学研究始于1986年，中国空间站的全面建成为空间材料科学的发展开辟了更加广阔的前景。中国载人航天工程空间材料科学领域首席科学家魏炳波院士说：“未来我们一定会取得更多的国际领先成果，利用空间环境的特殊性制备或合成出新材料，并转化为新质生产力，更好服务于科技强国建设。”

同时，作为中国载人航天工程空间材料科学首席科学家，魏炳波院士在接受《瞭望》新闻周刊专访时对青年人才成长发表了自己的见解。

表示，不同的学科，不同的领域，有不同的评价标准，需要不同的尺子衡量各个领域与人才。

魏炳波建议青年科技工作者在成长过程中，首先要立志，有雄心壮志；第二，有脚踏实地的精神，愿意付出血汗；第三，把自己的志向跟国家和民族的需求结合在一起，只有把个人的事业置于国家的重大需求里，才可能通过奋斗，一步一步实现个人目标，为国家的发展富强贡献一份力量，同时自己获得成长。

未来

魏炳波院士团队的空间材料科学研究

将在中国空间站继续深入推进

西工大科研工作者们也将继续

面向国家重大战略需求

昂首阔步、奋勇争先

为实现高水平科技自立自强贡献西工大力量

出品丨党委宣传部

来源丨央视新闻 新华社 《瞭望》新闻周刊

整理｜潘子祺

审核｜翟薇 马西平