近日,中國空間站上的無(wú)容器材料實(shí)驗柜成功突破3100℃,創(chuàng )造了新的世界紀錄。
太上老君的煉丹爐不是神話(huà),在距離地面大約400公里的中國空間站,一臺現實(shí)版的“煉丹爐”成功把鎢合金加熱到超過(guò)3100℃,創(chuàng )造了新的世界紀錄。
這臺藏在中國空間站的“太空煉丹爐”,其實(shí)就是位于天和核心艙里面的無(wú)容器材料實(shí)驗柜,上天四年來(lái),它一直忙著(zhù)“煉丹”,只不過(guò)煉的不是長(cháng)生不老的丹藥,而是能扛住火箭發(fā)動(dòng)機烈焰的鎢合金、鈮合金等“耐熱高手”,以及一些新型材料。
“太空煉丹爐”
隱藏哪兩大關(guān)鍵技術(shù)
現在,這臺“太空煉丹爐”又成功把鎢合金加熱到3000多℃,都快接近太陽(yáng)表面溫度的一半了。這堪比神話(huà)的硬核本領(lǐng),隱藏著(zhù)兩大關(guān)鍵技術(shù)的突破。
首先是讓材料乖乖聽(tīng)話(huà)的“懸浮術(shù)”。在地面上,熔化的金屬液體在重力影響下會(huì )變得十分調皮。它們要么會(huì )像糖漿一樣粘在容器上,要么會(huì )被重力拽著(zhù)“分家”,不同密度的金屬會(huì )像油和水那樣分層,根本無(wú)法形成質(zhì)地均勻的合金。但到了太空微重力環(huán)境,液態(tài)金屬瞬間變乖,表面張力把它們捏成圓滾滾的“仙丹”,實(shí)驗柜再通過(guò)靜電場(chǎng)產(chǎn)生的力,就能將金屬穩穩托住,懸在半空。這時(shí)候它完全脫離容器接觸,既不沾雜質(zhì),也不被干擾,真正實(shí)現了“無(wú)容器”。
其次是加熱金屬的“三昧真火”,其實(shí)是實(shí)驗柜的雙波長(cháng)激光系統。半導體激光“強攻”金屬表面,二氧化碳激光負責“滲透”加熱內部,再配合300瓦的大功率輸出,哪怕是鎢合金這種熔點(diǎn)極高的“頑固分子”,也架不住兩種激光聯(lián)手,被燒化成液球。
“懸浮術(shù)”+“三昧真火”
能捕捉到什么“硬核數據”
“懸浮術(shù)”與“三昧真火”的精妙配合,就能幫助科學(xué)家看清極端耐熱材料在超高溫下的“真面目”:比如鎢合金熔化后怎么流動(dòng)、冷卻時(shí)怎么結晶,這些地面實(shí)驗永遠捕捉不到的“硬核數據”,正在為我國新型耐熱材料的設計鋪路。
未來(lái),它們可能變成宇宙飛船的“鎧甲”,能抵御穿越大氣層時(shí)的熊熊烈焰;也可能化作火箭發(fā)動(dòng)機的“心臟”,在極端高溫下保持穩定運轉。太空爐里每煉就一顆 “金丹”,意味著(zhù)人類(lèi)駛向星辰大海的夢(mèng)想更進(jìn)了一步。
(總臺央視記者 帥俊全 高博遠)