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　　高性能難熔合金是戰(zhàn)略性、特種稀有金屬材料，熔點通常超過2000攝氏度，具有“超高溫、高活性”等特征，在高溫下具有良好的熱學、力學服役性能，因此常被用于制造高溫、高速、高壓等關鍵部件。但在地面環(huán)境下的難熔合金研究長期受重力、容器等條件制約，難熔合金液態(tài)性質(zhì)的精確測定與快速凝固合成制備存在困難，中國空間站無容器材料實驗柜提供的“無容器+長時微重力”環(huán)境，為高性能難熔合金研究另辟蹊徑。

　　中國科學院空間應用中心研究員、應用發(fā)展中心主任張偉介紹：“無容器材料實驗柜是天和核心艙內(nèi)三大科學實驗柜之一，利用靜電場所提供的電場力，使材料樣品在真空環(huán)境中保持穩(wěn)定懸浮狀態(tài)，避免了與容器壁接觸的影響，加熱溫度可達3000攝氏度，可進行金屬、非金屬等無容器深過冷凝固和熱物理性研究。”

　　2021年4月以來，魏炳波院士團隊制備的10余種數(shù)百個高性能難熔合金樣品，通過核心艙和天舟貨運飛船上行后，先后在中國空間站無容器材料實驗柜進行了6批次在軌實驗，成功完成了難熔合金微重力條件下的靜電懸浮、加熱熔化、降溫、過冷、凝固、熱物理性質(zhì)測定等重要實驗，4批次難熔合金已搭乘神舟飛船返回地面。

　　“中國空間站提供了出色而穩(wěn)定的微重力環(huán)境，我們通過對最早一批返回的鈮合金、鋯合金、鈦合金開展研究，獲取了超高溫狀態(tài)下難熔合金的液態(tài)密度、熱膨脹系數(shù)、熱輻比等關鍵性質(zhì)，發(fā)現(xiàn)了一系列有重要科學價值的新成果，多個研究成果發(fā)表在材料領域重要期刊上。”團隊骨干成員、西北工業(yè)大學物理科學與技術學院教授王海鵬說。

　　“這些成果主要包括，發(fā)現(xiàn)了微重力液滴凝固的渦旋型特殊組織結構，闡明了微重力凝固收縮的動力學規(guī)律，揭示了微重力和無容器共同作用下共晶合金解耦生長的內(nèi)在機理，實現(xiàn)了太空環(huán)境凝固合金的微觀組織與宏觀形態(tài)的雙調(diào)控等。”王海鵬說，未來團隊正在計劃開展自然界中熔點溫度最高的金屬鎢及其合金的太空環(huán)境合成研究，這將成為空間難熔合金材料研究的新高地。