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空间环境对材料科学研究有何作用?

来源:中国航天科普网
发布时间:2021-01-13
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    千百年来,人类关于材料的生产和科学实践都是在地球重力场中进行的。大家知道,大多数材料的获得,都会经历一个从液态到固态的凝固过程,如钢铁冶金等。在重力场中,重力所导致的浮力对流、沉降及流体静压,都不可避免地对所制备材料的内部结构产生影响。比如,有的材料在凝固过程中会分离成类似水和油两种互不相溶的液体(难混熔合金的液相分离现象),有的则会形成类似水和沙的液固混合体(如复合材料)。

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    在宇宙的真空环境中,当两块同类金属直接接触时,它们会自动地融合在一起,就像被焊接在一起

    不同比重的组分,必然导致这类材料的熔体在凝固过程中发生分层或偏析现象,难以形成组分均匀的材料。此外,重力场还会掩盖表面张力等次级效应,妨碍人们对于材料制备、材料加工、材料内部结构和性能之间关系的准确理解和认识,不利于建立相关的基础理论,获得无缺陷的优质高性能材料。由于在地面上没有办法真正摆脱重力场作用的影响,这成为长期困扰科学家的棘手问题。当载人航天把人类文明推向太空时,开启新的科学认知大门的金钥匙出现了,航天器中的微重力环境,正好可以让科学家去揭开深层次的科学奥秘。

    在航天时代,科学家力求通过微重力环境中的材料科学研究,审视已有的科学认知,弥补以往认知的缺陷,从而提高材料研究的水平。因此,随着航天技术的发展,当代材料科学研究的又一个前沿领域——空间材料科学应运而生。

知识点问答
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千百年来,人类关于材料的生产和科学实践都是在地球重力场中进行的。
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