被称为“工业维生素”的稀土本身也是一种金属元素,之所以称之为稀土一是因为这类金属元素的蕴藏量非常少,中国是世界上稀土储藏量最多的国家但也只有4400万吨,相比铁矿、铝矿等金属元素,稀土的储藏量要低很多很多。第二个原因是地球上的稀土储藏量虽然很低,但稀土的应用价值却非常高,小到电子设备屏幕大到导弹潜艇和航空发动机以及雷达等不能离开相关的稀土制品,虽然不使用稀土制品这些武器装备或工业产品也能制造出来,但性能就达不到设计效果,因此随人类工业化和科学技术水平的不断深入,稀土这种稀有资源被各国越来越重视。
目前美国正在为稀土问题犯愁,因为中国开始全面加强对稀土资源的科学合理开采,确保我国的稀土资源实现可持续利用,另外中国已经公布了对美国多家军工制造企业的出口管控措施,包括稀土制品在内的两用物项禁止向名单中的美国军工企业出口。美国其实也拥有相对较为丰富的稀土资源,美国的稀土储藏量230万吨位居世界第六位,但稀土并不是开采出来就能直接用,需要经过开采、加工提纯、制造成相关稀土产品等一系列的过程,完整的稀土产业链目前全球只有中国拥有。
也就是说,中国加强对出口美国的稀土相关制品的管控措施后,包括军工产业在内的美国很多产业就会不可避免地受一定的影响!因此美国目前正在为解决这一问题犯愁,但这一问题解决起来是十分艰难的,因为稀土资源的获取虽不是特别困难,但想要将开采出来的稀土制造成可以直接应用的原材料,目前整个美西方都没有这样的工业实力。但让美国更没想到的是,当他们还在为稀土犯愁时,中国的天宫号空间站已经研究出了更好的材料。
近日“观察者网”援引《南华早报》的消息报道:中国的科学家通过“天宫”号空间站得到的实验数据成功制造出了符合工业应用标准的稀有金属铌合金。据悉最近几年来中国的宇航员一直在做着一项实验,那就是在“天宫”号空间站持续开展一项看起来“不可能完成”的任务——用激光照射悬浮在真空室中的合金颗粒, 用激光照射完后再去观察记录这些颗粒在冷却过程中发生的细微变化。中国的科学家利用天宫号空间站上面得到的相关科研数据,成功制造出了符合工业应用严格要求的铌合金材料,并且港媒称这一突破可能会彻底改变未来的航空航天技术。
铌合金是一种耐高温性能优秀的材料,用这样一种材料制造的涡扇发动机叶片能承受1700度的高温。航空发动机存在高温区和低温区两个部分,低温区指的是风扇到燃烧室之前的区域,高温区指的是燃烧室至尾喷管这一区域,航空发动机在全力工作时最高温度会在1000度以上,比如美国F-22战斗机搭载的F-119航空发动机的涡前最高工作时候的温度可以达到1700度,这就要求发动机叶片等零部件一定要具有极高的耐高温性能,才可能正真的保证发动机的可靠运行以及稳定做功。
而相关航空发动机零部件的耐高温性能,很大程度上取决于零部件制造时采用的材料的耐高温性能,而且理论上来说相关零部件的耐高温性能越高越高,因为发动机涡前温度每提高100℃就会让发动机的推力增加20%,热效率也会提高接近10%,所以说提高发动机性能很重要的一个方面就是要提高发动机的耐高温性能,这方面基础材料就是最关键的地方。那么我国天宫号空间站制造出来的这种铌合金有什么独特之处呢?
首先用这样一种材料制造的涡扇发动机叶片能承受1700度的高温,等于是我国航空发动机的叶片耐高温性能将直接追上美国的技术水平,在这样一种材料出现之前美国制造的航空发动机涡前温度比欧洲和俄罗斯的发动机都要高一百度以上,而有了这种材料后,我国的航空发动机在这一个方面就与美国处于同一个起跑线!不过用铌合金制造出可以媲美美制涡扇发动机叶片的产品这还不是最重要的,最重要的是铌合金这样一种材料是我国在天宫号空间站上面经过全面的试验后制造出来的,说明我们国家已经利用空间站研究出了全新的基础材料。
从中能够准确的看出,空间站的价值和作用是巨大的,空间站的潜力也远远没有挖掘出来,再过几年国际空间站退役后我国天宫号将成为人类唯一在轨运行的空间站,我国的科学家能够最终靠天宫号空间站展开各项科学研究,而到了当时美国在这方面只能眼巴巴看着!更重要的是,铌合金只是我国利用空间站技术的一个开始,接下来我们在这一基础上制造出耐高温性能更高的材料也完全有可能,而且通过这一种全新材料制造出来的航空发动机或许更适合第六代战机等新机型对动力系统的要求。
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