PDF《天宫二号部分实验装置样品顺利交接》

11 月18 日下午, 两名航天员乘坐神十一 返回地面, 并带回了珍贵的 天外来物 : 两批 次共

12 支材料科学实验样品.当晚

9 点左 右,中科院上海硅酸盐所的科研人员就拿到 了这些完成太空实验的材料,后续将交给科 学家进行详细的性能测试和分析.

11 月19 日, 在上海科普大讲坛上, 天宫 二号综合材料实验装置研制项目主管设计 师、上海硅酸盐研究所高级工程师艾飞博士 向公众解密了盛放这些 天外来物 的 八卦 炼丹炉 . 作为中国载人航天领域最为关键的承上 启下环节, 天宫二号是真正的空间实验室.在 这个面积只有 一室一厅 的实验室里, 要完 成数十项实验任务,其中有个重头戏就是在 太空中制备高性能材料.上海硅酸盐所牵头 研制的 八卦炼丹炉 是一只 身高 半米、 体 重约

21 公斤的 黑炉子 , 学名叫作材料实验 炉.据艾飞介绍, 该试验炉高效、 节能, 只用

100 瓦 (差不多一只灯泡的功率) 就可以实现 将近 1000℃的高温,这是采用了多种绝热保 温专利技术才能达到的效果. 如果戴上 透视眼 深入炼丹炉, 左轮手 枪 式的结构设计巧妙别致.它可以一次性将

6 种材料同时装进 弹夹 , 扣动 扳机 开关, 实验材料依次自动进入高温的 枪管 中, 完 成材料的生长过程.此次, 天宫二号的材料实 验中, 航天员两次手工开启 八卦炼丹炉 , 进 行样品更换, 从而完成

12 种新材料实验. 我们的科学家将进一步测试和分析研 究太空环境合成的这些材料到底有哪些神奇 之处. 艾飞表示, 这12 样来自太空 八卦炼 丹炉 的材料包括金属合金、 半导体材料、 功 能晶体、薄膜和复合材料等.太空中的微重 力、 超洁净、 超高真空等特殊条件, 构成了理 想的材料实验环境.经过天宫二号上 八卦炼 丹炉

65 天的炼制,新材料组分预期会更均 匀, 性能比地面更好. 材料科学家对太空中的微重力条件 十分向往. 艾飞说. 比如不少材料科学家 最想得到的是像火龙果一样内部颗粒均 匀分布的材料.然而, 日常用品大多数是 两种以上的元素组成的,在重力作用下, 合成时密度大的元素下沉, 密度小的元素 在上, 材料就形成了分层, 这种不均匀就 会使材料的质量和性能不高.太空微重力 下的材料合成能够避免这种分层问题, 得 到类似火龙果式的结构. 在太空环境下,很多材料的形成过程会 发生改变, 从而导致最终材料的性能变化. 天 宫二号完成了半导体光电子材料、 功能晶体、 纳米介孔材料和新型金属基复合材料等

12 种新材料实验,所有材料实验样品均为国内 首次, 更是未来世界的 英雄材料 , 为新一代 光纤通信、 高能物理及核医学成像、 大飞机发 动机的高温涡轮叶片等带来 未来之光 . 人类第一次太空材料实验始于

1969 年. 迄今为止, 美国、 俄罗斯、 欧洲等已经完成了 上千次的太空材料实验. 而我国从

1987 年利 用返回式卫星开展首次太空材料科学实验以 来, 共计完成材料实验仅十几次, 获得材料样 品几十种, 实验次数和样品数量相对较少. 虽然我国太空材料实验起步较晚,但后 发优势越发强劲, 艾飞说.预计到

2022 年前 后, 我国的载人空间站将会基本建成, 那时一 年就有可能做几十到上百种材料的实验, 超 过我国过去近