要超就超越美国，中国空间站造出工业级铌合金，开启太空制造时代

美国被限制进口大量稀土和稀有金属之后，正在积极寻找替代产品，但是他们发现即便有丰富的储量，开采难度和冶炼技术都是一个严峻的挑战，“等米下锅”的情况下，至少得落后10年，并且要付出巨大的成本。

最关键的是，一个消息传来，让他们彻底失落了。香港《南华早报》1月7日报道，中国科学家三年里利用中国空间站进行一项太空制造的试验，成功造出来了工业级铌合金。

与此前相比，生产速度更快，纯度也更高，这一突破可能将彻底改变航空航天技术。如果将该技术全面扩展，那么中国将在军事和高端制造业领域占据巨大优势。

事情还要从三年前说起，我们在建设中国空间站时，就有一项十分重要的任务：太空制造。也就是利用太空特殊的高辐射、低重力环境来帮助进行材料制备。

由于特殊环境下，材料的成分分布更均匀，可避免地球上因重力导致的沉淀、分层等问题，从而提高材料性能。这样可以用来制备高性能合金、半导体材料、光学材料等。

此前航天员在轨进行过很多类似试验，截至2024年12月1日，已在轨实施181项科学与应用项目，其中空间材料科学方向就提供了高温材料科学实验柜和无容器材料实验柜来支持空间材料科学研究。

一直以来，我们在大规模制备生产铌合金方面存在很多问题，比如高强度晶体的生长非常缓慢，需要近1600摄氏度下长达100小时才能完成，即便如此生产出来合金还很脆，无法用于发动机制造。

而该材料也是阻碍我国航天航空发展的关键材料，这种材料比目前常用的镍或钛合金更轻，且在高温下的抗压强度是它们的三倍。因此，用这种材料制成的发动机能够达到现有技术无法实现的速度和运行效率。

因此，是西工大团队就想着使用中国空间站资源来研究铌合金的制备问题。

三年来一直让航天员们用激光照射悬浮在真空室中的合金颗粒，仔细观察这些颗粒，而后记录颗粒在冷却过程中发生的细微变化，然后将这些数据同步到地面实验室。

终于，在2024年，西工大团队发现了微重力环境下铌合金快速凝固过程中产生的独特缩孔结构，以及与以往地面实验相比完全不同的晶体生长模式。帮助科学家们更加深刻地了解铌合金的物理本质，从而推动了更实用、更高效制备方法的开发。

这是基础科学的突破，更是太空制造的突破，很多团队都将该成果称之为“上天赐予的礼物。”目前，西工大研究团队采用了一种新的快速冷却方法，实现了高质量铌硅晶体近9厘米/秒的生产速度。

此外，通过添加微量的铪，使合金的室温强度提高了三倍多，满足了发动机装配线的要求。

这意味着，在下一代飞行器、发动机等领域，我们获得了材料方面的领先。无论是太空制造，还是未来战机、战舰都更加领先美国。最为关键的是，这种超越是不断积累，不断增加的。

在掌握相关技术之后，我们甚至可以在太空直接采矿、冶炼、提纯，甚至直接生产零部件……建立一个庞大的“太空工厂”。

现在算是一个开始，未来的惊喜还将更多。