中国攻克铌合金，一旦大规模量产，有望率先造出第六代航空发动机

对于还高悬在远地轨道上的天宫空间站，大伙通常只知道它存在，却不知道它具体有何作用。

这不，就在一月七号，远在地球外的天宫空间站又传来了喜讯，在空间站上对铌合金的制取试验有了突破性的进展。

这铌合金究竟是什么东西，为何研究它还需要远渡九重天，它对我们而言又有什么作用呢？

一、铌合金

在航空界有这样一句略带戏谑的话，那便是只要发动机推力够大，管你什么材质的飞机都能进行超机动。

这句话虽然玩笑的意味很重，但是也反映了发动机对于各式战斗机的意义有多么重大。

对任何一个国家的空军而言，要想突破现有战机框架，就必须突破现有的航天发动机技术。

每一架战斗机的涡扇发动机，都可以说是一件工业艺术品，每一个零件都必须在极小的公差范围内各司其职，容不得半点误差。

但是在保持高度精密的同时，高压涡轮又有着世界上最为恶劣零件工作环境。

要维持飞机飞行，涡轮每分钟转速要保证在10000转以上，光旋转产生的发热其温度就达到了1800℃。

除了极高的温度外，飞机在进行爬升俯冲等机动行为时，发动机更要承担极大地过载或者失重。

拿六代机举例，其推重比理论上可能超过15，要满足这种推重比，高压涡轮的进气温度将超过2100℃！

要耐高压，更要耐高温，仅靠现有的航天合金材料是远远不够的。

因而要满足六代机的发动机需求，我们就必须突破超高温合金的技术。

在这个时候，金属铌就走入了我们科学家的视野之中。

金属铌具备极高的耐高温性，其通常状态下熔点高达2400℃，而若将其加工为合金，更是能在高温高压环境下保持力学特性。

一旦我们掌握了制备并且大规模生产铌合金的技术，那么量产第六代航空发动机也不是遥远的梦了。

而就是这样一个几乎天生就是为了铸造超高温合金上的金属，为什么国际上鲜有航空发动机大规模采用呢？

二、铌合金制备技术的太空实验

在耐高温的合金铌制取上，我国的西北工业大学及其科研团队对此已钻研多年，今年更是频频有突破性进展。

在刚过去的十二月试飞成功的疑似六代机的飞机，似乎也证明了西北工大在合金铌制取上的突破性进展。

而根据《南华早报》的报道，1月7 日西北工大的团队更是通过天宫空间站中的实验，更进一步的突破了铌合金的制备技术。

我国取得如此高的科技成就固然让人振奋，不过这也让人感到了困惑，航天合金的制备为何如此困难，以至于要到天上去做实验？

在制备超高温合金材料的时候，必须对单个金属进行加工冶炼，以便找到最好的冶炼配方。

在分析金属的性质同时，需要以熔炼的方式探究金属的物理性质，但是正如前文所说，铌的熔点高达2400℃。

要想加工熔炼金属铌，就必须得有可以抗住3000摄氏度高温加工的容器，这便拦住了不少国家。

而就算容器可以扛住几千摄氏度的高温，金属加工过程中不可避免地会和容器接触，进而可能发生意想不到的化学反应，污染合金成品。

难以造出可以承载加工的容器，同时又需要避免加工过程中金属和容器表面发生反应，这便是制备超高温合金的两大难题。

当然，我们的科学家自然是不会被这两个问题所难住的，针对这个问题西北工业大学的科学家都做出了应对措施。

既然难以造出可以承载合金熔炼的容器，索性就不造了，直接让金属浮在空中加工不就行了？

这样看似玄幻的想法，其实被广泛运用在各种探究金属性质的实验当中，那便是利用微重力环境对金属性质进行研究。

在微重力下，金属自生重力变得很低，可以悬浮在空中，这样就自然不用担心和容器发生反应，也不需要过于考虑容器可以承载的热量极限了。

而为了加热这些金属，西北工大的科学家们则采用了微波和电磁加热的技术，彻底避免了容器污染材料的问题了。

不过这依然有个问题，在地球上要想建立大规模的微重力环境，花费的成本是难以想象。

其实在自然中也有着的大量的天然微重力环境，比如我们头顶的太空。

国际上许多合金实验，都离不开对国际空间站里微重力实验室的使用，如果我国能够得到其支持，铌合金的技术探究将会更为顺利。

不过西北工大所研究的内容是当之无愧的国防重点，故而是美国制裁的重点目标，和西方学术交流也几乎断绝。

同时由于有沃尔夫条约的存在，西工大也无缘使用国际空间站，如此种种，让我国的超高温合金制取技术曾步履艰难。

但是随着天宫空间站投入运作，这一切问题都迎刃而解了。

自2021年9月获准在天宫空间站进行试验以来，西工大挑选了三批实验样品分别进入了中国空间站。

天宫空间站的硬件设施和低重力环境给这些超高温合金带来了极为宝贵的实验环境，西工大的团队也得到了诸多珍贵的试验数据。

三、航天事业的深远意义

有人总对航天事业的发展持消极态度，认为人不应该过于关注远在天边的事情，并且认为航空航天事业太过远离我们的生活。

但是事实上，在天宫空间站落成后，我国超高温合金加工技术一日千里，铌合金的技术更是有了关键性的突破。

而随着西工大团队进一步研究，可以用于核反应堆和核动力航母发动机建造的锆合金制取也有所突破。

这便是航天航空事业的意义所在了，天宫空间站已经是我们的高科技孵化器了。

（来源：西北工业大学）

不仅仅是六代机的发动机，国防安全、生物医疗、计算机锌皮等领域，都能从空间站中孕育而出。

航空航天事业，更是为国防安全和普通人生活质量提升打下了重要的基础，其对于产业升级和技术迭代的促进作用，不可估量。

这便是航空航天事业的意义所在了，虽然直接来看它似乎并不能给我们带来太大的价值，但是却在方方面面促进了我们的技术发展。

如今国际空间站已步入夕阳，我们的空间站却为我们带来了无数新的科技突破。

相信随着对航天事业的进一步开发和利用，以后不仅仅是第六代航空引擎，更多的技术壁垒也将随之突破。

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参考资料：
中国攻克铌合金，一旦大规模量产，有望率先造出第六代航空发动机
2025-01-15 17:41·轨记
中国科学家通过“天宫”空间站首次制造出工业级铌合金，可能将彻底改变航空航天技术
2025-01-07 15:41:41来源：观察者网