在“天宫”揭示合金材料“生长的奥秘”

在遥远的太空制备不一样且性能更优的合金，是不是很值得期待呢？来自西北工业大学空间材料科学与技术重点实验室的科研人员肯定地说：“当然是。而且，这块材料在遥远太空淬砺之后，就更奇妙了。”

科研人员所说的“来自太空的合金”，分别是银-铜-锗和银-铜-锑三元共晶合金。目前已经完成了样品自“天宫二号”返回后的检测和交接，正在进行后续的分析和研究。

2016年9月15日，天宫二号空间实验室成功发射。“天宫二号”被称为我国第一个真正意义上的空间实验室，也是目前我国载人飞行时间最长的一个航天器。

作为“天宫二号”进行的14项空间科学实验之一，“综合材料实验”格外引人注目。综合材料实验是由中科院物理研究所和中科院上海硅酸盐研究所共同牵头负责，中科院6个研究所和西北工业大学共同承担的材料科学实验项目。学校也成为参与此项科学实验的唯一高校单位。

据空间材料科学与技术重点实验室解文军教授介绍，此次学校承担的项目名为“多元复相合金空间凝固研究”；具体的实验内容是以三元共晶合金银-铜-锗和银-铜-锑为研究对象，采用“天宫二号”综合材料科学实验装置，将合金加热至熔融状态，然后使其在空间微重力状态下自然冷却，并在净化剂的作用下，实现合金熔体在空间条件下的深过冷和快速凝固。

那为什么要在太空中完成这样的科学实验呢？

解文军表示，共晶生长是金属凝固的基本类型之一，也是制备原位复合材料的有效途径。工业中广泛应用的金属材料多为三元或多元合金。迄今为止对三元共晶生长只有较为肤浅的认识，一直缺乏深入的实验研究和成功的理论分析。

地面条件下重力引起的沉降、偏聚、对流等效应使三元共晶凝固过程较为复杂，给深入探索三元共晶的形核和生长机制带来困难。“而微重力环境为深入研究被重力所掩盖的物理现象提供了难得的基础条件。”解文军介绍说，通过空间实验，不但可能得到地面无法获取的优质材料，还可使凝固动力学条件得到简化，有利于对三元共晶生长过程进行深入分析和研究。

据悉，该项目共有18个材料样品，分3批进行空间实验。其中我校承担的两个样品，分别安排在第一批和第二批进行，是唯一由高校主持设计的空间材料科学实验样品。

实验将获得空间条件下三元共晶凝固过程的有关动力学数据，揭示出微重力条件下三元共晶生长机制和凝固组织转变规律，并为进一步提高我国空间材料科学实验水平和实验装置的研制能力提供技术积累。

其中具体的奥秘，让我们拭目以待吧。