西工大超高温合金材料取得重要技术突破，未来应用更可怕？
西工大超高温合金材料取得重要技术突破，未来应用更可怕？
西北工业大学（西工大）近日在超高温合金材料领域取得重大突破，研发出能在2400度以上高温环境下稳定工作的铌合金，这一成果或将使中国战机技术领先美国一代。
作为直属于工信部的七所大学，“国防七子”为我国军工事业做出了卓越的贡献。
其中排行第五的西北工业大学，更是专注于航空、航天、航海领域，被称为“中国三航工业的摇篮”。
作为一种熔点在2400度以上、沸点可达4000多度的稀有金属，铌的耐高温特性使其成为制造超高温合金的理想材料。从1958年开始，我国就一直在进行铌合金的研究，1963年实现铌的工业生产，目前已能生产多种牌号的低强、中强铌合金。
然而，制造高强度又耐高温的铌合金一直是个难题。直到2021年，哈尔滨工业大学（哈工大）科研团队将几批不同配比的铌合金样品送入空间站，并请空间站内的航天员进行实验。
在太空环境中，铌合金展现出了在地球上不曾展现的特性。经过多次远程实验，哈工大科研团队终于找到了铌合金共晶合金的生长机制，制造出了高强度铌合金。
西工大研制的铌合金具有诸多优良特性。它的熔点非常高，超过 2400 摄氏度，能够在高温状况下保持稳定而不脆化。同时，该铌合金的韧性很强，在室温环境中也能稳定存在，并且具有强大的可塑性，易于和其他材料共同发挥作用，便于再次加工和焊接。它还具有良好的抗氧化性和抗腐蚀性。
这一发现对于我国航天器与战斗机的突破是至关重要的，因为只有超高温材料，才能提高航空发动机的性能，提高航空发动机的工作效率。
像燃烧室和涡轮叶片等关键的部件，需要承受超过 1000 摄氏度的高温，普通材料处在这样的温度下，会很快软化、变形，甚至直接熔化，从而无法正常运转。
在航空航天领域的用处
过去我国也曾研究出耐超高温的陶瓷材料，但终究无法用于航空航天上。因为陶瓷的韧度不够，受到撞击或磕碰就会碎掉，可以用于其他领域，但无法用于航空航天技术。
而铌合金超能够在极端高温环境下保持良好的机械性能和物理性能，确保发动机的结构完整性和可靠性。
并且还要能承受高温带来的热膨胀和热应力，同时还能保持足够的强度和硬度来抵抗气流的冲击和磨损。
可以说在地球上符合这一特性的材料少之又少，怪不得西工大团队要把铌合金带上太空中去研究。
因为在太空中铌合金可以直接漂浮起来，在加热时基本没有杂质的污染，可以更直观地展现出样本在实验中的变化。
铌合金的这一突破，意味着使用制造航空发动机的部件，可以显著提高发动机的推力和燃油效率。
因为更高的工作温度意味着能够更充分地燃烧燃料，释放更多的能量，从而产生更大的推力。
此外由于铌合金优异的性能，在满足强度要求的前提下，可以使用更薄的部件设计，从而减轻整体重量，这对于提高飞行器的性能和燃油经济性也具有重要意义。
更让人意想不到的是，西工大在致力于铌合金研究的同时，还不忘对锆合金这种材料展开研究。
太空中的锆合金
在研究铌合金的同时，西工大科研团队意识到在太空各种或许能更好的制造合金材料，于是，在2021年，一批锆合金也被送到了我国的空间站。
曾经的锆合金只被用于我国的低端产业，例如耐火材料等，没有发展出先进的锆工业。反观美国，甚至可以生产核级金属锆等高端金属产品。
而西工大锆合金的研发，解决了我国被高端锆合金“卡脖子”的局面，解决了我国的一大难题。
说回到锆合金上，在太空的微重力条件下，锆合金的凝固过程呈现出与地球上截然不同的特点。其晶体结构的生长方式发生了变化，内部的缺陷分布也有所不同。
经过一段时间的实验和观察，西工大科研团队获取了太空锆合金大量珍贵的数据和图像。这些资料详细记录了锆合金在太空环境中的变化和特性。
基于这些研究成果，科研团队对锆合金的制造工艺和性能优化有了更深入的理解。
他们发现，通过调整太空实验中的某些参数，可以有效地控制锆合金的微观结构，从而进一步提升其力学性能、耐腐蚀性和热稳定性。
这一系列的研究成果不仅为锆合金在航空航天、核工业等领域的应用提供了更广阔的前景，也为我国在太空材料科学研究方面积累了宝贵的经验。
此外，锆合金优秀的性能也使得它在医学领域也有广泛的前景。现今有不少人都因病植入了一些医学材料，例如人工关节等。
如果锆合金能被广泛生产，凭它良好的生物相容性和机械性能，可以更好的承受人体日常活动带来的压力和摩擦，同时不易引起人体的免疫排斥反应。
在全球科技竞争日益激烈的今天，西工大的科研成果无疑是我国在科技赛道上的一次加速冲刺。然而，我们也要清醒地认识到，科技的发展永无止境，竞争对手也不会停下脚步。
因此，我们需要继续加大对科研项目的投入，培养更多优秀的科研人才，完善创新机制，营造更加有利于科技创新的环境。
只有这样，我们才能在科技的浪潮中始终保持领先地位，为国家的繁荣富强和人类的福祉做出更大的贡献。