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中国空间站科学实验资源手册

中国载人航天工程办公室
二〇一九年四月

中国空间站科学实验资源手册-1.pdf

NirViaje commented 4 years ago

静电悬浮条件下液态锆的热物理性质与快速枝晶生长

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变重力实验柜

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NirViaje commented 4 years ago

我国空间站里能造出什么独特材料？

2017年11月21日星期二 09:39 上午

   1、皮壳工艺：空间微重力环境下材料的重熔和定向凝固可以提高材料的性能。但是重熔过程往往破材料零件的外形。为了解决这个矛盾提出了皮壳工艺。当一个外形复杂的零件，需要在失重条件下重熔和凝固时，为了保证零件的外形，可以事先在零件的表面上形成一个很薄的层厚度只要1〜100微米。这样在重熔过程中，外壳不化而起到定型的作用。这个保护层可以是外加的涂层，也可以在材料表面经过表面处理直接形成。这种工艺特别适合于涡轮叶片、高矫顽力磁性元件和轴承等耐磨零件。采用定向凝固原位生长的共晶合金可以提高叶片使用温度50〜100°C，若采用皮壳工艺重熔叶片还可以再提高使用温度。
   2、附着铸造：在微重力条件下，液体可以在能润湿的固体表面上达到完全润湿。利用这一原理可以进行附着铸造。将熔化的材料送到特制模型上或铸模内，由于熔体的润湿可以均匀地展布在模型表面的任意处，在整个表面上形成薄层用反复附着铸造的方法还可以形成任意层次，多种成份的多层结构。这种方法可以制造板材、滚珠轴承、复杂形状的铸件和精密元件。
   3、成形工艺：由于空间加工是处于微重力环境下，因而许多在地面受到重力影响而不能成形的结构都可在空间成形。利用微重力下表面张力、内聚力等的作用，可以制造出椭圆度极小的各种材料的球，极长极细的丝和极薄的各种材料的膜。
   4、无容器加工工艺：无容器加工技术可以避免材料在熔炼过程中受到熔炉材料的污染并可使材料过冷。空间站无容器加工，悬浮力只需地面上的万分之一，悬浮装置的主要作用是起控制和维持功能，如定位、输送、旋转、搅拌等。
   5、电泳工艺：电泳技术是利用外加直流电场，使混合溶液中的各组分向电极方向或不同方向以不同速度运动，使不同组分分离的方法。地面上的电泳主要受自然对流、紊乱涡流、电渗和重力减速的影响，效率低、纯度不够。在微重力下这几个因素都可以消除。在航天飞机上的试验表明：空间电泳可以提高分离纯度4〜5倍，提高分离速度400〜700倍。目前，这一工艺已被公认为是空间加工中最有经济效益的项目之一。