驚!天上真有人在“煉丹”?
你能想象嗎?太上老君的煉丹爐并非只存在于神話中。在距離地面約400公里的中國(guó)空間站,有一臺(tái)現(xiàn)實(shí)版的“煉丹爐”,它成功將鎢合金加熱到超過3100℃,創(chuàng)造了新的世界紀(jì)錄。
這臺(tái)藏在中國(guó)空間站的“太空煉丹爐”,實(shí)際上是位于天和核心艙的無容器材料實(shí)驗(yàn)柜。上天四年來,它一直忙碌于“煉丹”工作,不過煉的并非長(zhǎng)生不老的丹藥,而是像能扛住火箭發(fā)動(dòng)機(jī)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)
如今,這臺(tái)“太空煉丹爐”又成功把鎢合金加熱到3000多攝氏度,這溫度都快接近太陽(yáng)表面溫度的一半了。如此堪比神話的硬核本領(lǐng),背后隱藏著兩大關(guān)鍵技術(shù)的突破。
其一,是讓材料乖乖聽話的“懸浮術(shù)”。在地面上,熔化的金屬液體受重力影響,會(huì)變得十分“調(diào)皮”。它們要么像糖漿一樣粘在容器上,要么會(huì)因重力作用“分家”,不同密度的金屬會(huì)像油和水那樣分層,根本無法形成質(zhì)地均勻的合金。但在太空微重力環(huán)境下,液態(tài)金屬瞬間變“乖”,表面張力會(huì)把它們捏成圓滾滾的“仙丹”。此時(shí),實(shí)驗(yàn)柜通過靜電場(chǎng)產(chǎn)生的力,就能將金屬穩(wěn)穩(wěn)托住,使其懸在半空。這樣金屬完全脫離與容器的接觸,既不沾染雜質(zhì),也不受干擾,真正實(shí)現(xiàn)了“無容器”。
其二,是加熱金屬的“三昧真火”,也就是實(shí)驗(yàn)柜的雙波長(zhǎng)激光系統(tǒng)。半導(dǎo)體激光“強(qiáng)攻”金屬表面,二氧化碳激光負(fù)責(zé)“滲透”加熱內(nèi)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”,也經(jīng)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(shù)據(jù)”
“懸浮術(shù)”與“三昧真火”的精妙配合,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,鎢合金熔化后如何流動(dòng)、冷卻時(shí)怎樣結(jié)晶,這些在地面實(shí)驗(yàn)中永遠(yuǎn)無法捕捉到的“硬核數(shù)據(jù)”,正為我國(guó)新型耐熱材料的設(shè)計(jì)奠定基礎(chǔ)。
未來,這些材料可能成為宇宙飛船的“鎧甲”,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(jī)的“心臟”,在極端高溫下保持穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)。太空爐里每煉就一顆 “金丹”,都意味著人類駛向星辰大海的夢(mèng)想更近了一步。
原標(biāo)題:《等等等等!真有人在天上“煉丹”?!》
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