超高温材料就像现代高科技领域的基础，上至航空航天、核能工程，下至汽车引擎部件、石油炼制，都离不开它的参与，我们国家也一直非常重视相关材料的研发。

7月的时候，西工大传来喜报，在超高温材料研究方面取得了新的进展，尤其是铌合金，这一突破很可能带动我国航天技术的再次突破、战斗机升级，意义重大。

铌合金为什么会有如此大的能量，足以改变一个国家的实力？西工大这次成功突破背后又埋藏了多少辛酸？

顶级耐热材料

铌是一种硬而韧的银灰色金属，具有良好的延展性和超导性，铌的熔点非常高，约为2468°C，不仅如此，它还有非常好的导电性和导热性，超低温之下更是解锁了独特的超导性能，这还不够，铌在许多环境中具有出色的耐腐蚀性，特别是对酸和碱的抵抗力。

如此丰富、特殊的化学性质就决定了铌的地位，不错的可塑性是它能大面积应用在工业生产中的基础，导电性能的优秀可以让它在电子和电气工程中大放异彩，高端的粒子加速器、MRI机器和电力传输系统都少不了它的身影。

铌的可塑性很好，它以用来强化钢铁和其他合金，如镍基合金、钛合金等，以提高其强度和韧性，铌合金因为它高温强度和抗氧化性正是航空航天技术最需要的，所以我国很多飞机引擎和火箭推进系统的制造都离不开它。

正是因为铌金属在工业生产中的地位实在重要，所以铌本身也是作为一种战略资源被我们的国家严格管控，值得注意的是我国的铌金属储量其实并不丰富，世界上主要的铌储备大部分都在巴西，世界九成左右的铌产量都来自巴西，但中国还无需非常担心铌金属不够用的情况。

虽然中国是铌金属的重要消费国，自身铌金属的产量相对有限，中国也确实主要依赖进口铌原料来满足国内需求，而且随着航空航天、核能、高端制造等高科技产业，以及基础设施建设中对高强度钢材的需求增加，中国对铌金属的需求持续增长。

不过中国已经建立了强大的铌金属加工和应用体系，特别是在铌合金的生产方面，中国在全球市场上占有重要位置，因此我们神奇的发现，虽然中国的铌金属不丰富，但是仍然凭借自己的科研和生产实力，成为了铌合金的世界重要生产国，就形成了这种特殊的情况，我们的储量不丰富，但是还是凭借进口完成了铌金属的需求。

我国为了加深对铌金属的研究，能更加高效的利用这有限的资源，来提高我国的实力，这次西工大的研究就是一次突破常规的尝试。

地球上的环境已经比较难在材料上取得进步了，所以西工大的研究人员决定换一种思路，既然铌合金可以把航天器送上太空，为什么航天器不可以把铌金属带到太空呢？

中国的空间站技术世界领先，我们自己用自己的空间站又不需要低头申请，花费的成本也不高，我们完全可以凭借空间站提供的微重力环境进行研究，毕竟这种环境对于材料科学的研究具有独特的优势，它可以消除地球重力对材料成型和性能的影响。

这条思路为西工大打开了新的道路，在过去的三年时间里，天舟飞船带着无数的科研素材进行研究，西工大的科研团队完成了铌合金的加热、熔化和凝固等关键实验步骤。

这样的实验条件使得研究者能够观察到材料在地球上难以复制的现象，比如更均匀的合金成分分布、更加细致的微观结构以及在凝固过程中形成的特殊晶体结构，这些特性对于理解材料的物理性质和优化其性能至关重要。

事实也确实和当初设想的一样，这三年来的研究，我们的科研人员实现了难熔合金微观组织结构与宏观形态的双调控，这是在地面上基本无法实现，因为超高温耐热材料的实验环境大都在两千多摄氏度的温度下进行，没有实验设备能承受住，不过空间站上无容器材料实验柜刚好能够提供无容器和微重力环境。

技术突破

可以预见的是，随着这次的技术突破，很多部门和领域都会迎来春天，铌合金在航空航天领域的应用具有重要意义，主要得益于铌合金的独特性能，如高熔点、良好的热稳定性、出色的抗蠕变能力和在高温下的高强度，以及良好的可加工性和焊接性能。

战斗机、航天器的发动机部件，像燃烧室、喷嘴、涡轮叶片和导向叶片等部件，需要在极端温度下保持结构完整性和性能，甚至是未来的核动力航天器，铌合金都可以用于制造反应堆的结构件，如燃料棒和冷却系统，因为铌对中子的吸收截面较小，不会显著影响核反应过程。

我们知道航天领域想要取得突破，有点类似于木桶效应，不是说核心的技术突破就一定能带动这个行业的进步，那些细枝末节的地方，容易被我们忽视的方面，也要跟上，也要进步，谁会愿意看到自己的明明有着号称世界顶级发动的飞机，结果因为他们的涡轮叶片扛高温性能不好，最后也迟迟无法投产的尴尬境地。

当然，铌合金除了在诸如航空航天、核能领域带来革命之外，还会对普通人的生活带来不小的影响，这次西工大在太空取得的突破，就有钛合金应用的新成果。

铌作为β稳定元素，它可以稳定β相（体心立方结构）的钛合金，从而影响合金的相变温度和相平衡，同时提高合金的高温强度和蠕变性能，同时改善合金的热稳定性，在钛合金中铌的添加可以促进形成细小的析出相，这些析出相能够有效强化合金，提高其硬度和强度。

如果这次西工大的技术在民生领域得到了广泛的应用，那么不久的未来，很多需要钛合金关节的手术，对医用钛合金关节的使用年限的考量就会减弱很多，不再是现在的十几年就要更换，未来它的可用年限可能会达到二十多年。

结语

西北工业大学的科研团队如同辛勤的耕者，用智慧与汗水浇灌着铌金属研究的沃土，最终收获了突破性的果实，这不仅是对科研精神的颂歌，更是对人类探索未知勇气的礼赞。

正是这些研究者以严谨的科学态度和不懈的探索精神，为铌金属研究领域树立了新的里程碑，他们的发现不仅深化了我们对铌材料特性和应用潜力的理解，更为航空航天、能源、医疗等多个高科技产业带来了革新机遇，更是拉开了我国铌合金在推动科技进步和产业升级方面的广阔前景。