我國(guó)載人空間站工程已經(jīng)中央批準(zhǔn)實(shí)施，將于2022年前后建成并持續(xù)運(yùn)行10年以上?？臻g站具備航天員直接參與科學(xué)活動(dòng)、有效載荷量大、全球覆蓋的中繼星測(cè)控?cái)?shù)傳、上行運(yùn)輸和下行返回、天地大系統(tǒng)支持、壓力艙內(nèi)外不同實(shí)驗(yàn)環(huán)境等特殊優(yōu)點(diǎn)，將成為我國(guó)國(guó)家級(jí)的太空實(shí)驗(yàn)室。

      由于國(guó)際空間站（ISS）或?qū)⒂?024年退役，我國(guó)空間站可能成為21世紀(jì)30年代中后期國(guó)際上唯一在軌運(yùn)行的近地軌道空間站。這是我國(guó)空間科學(xué)與應(yīng)用技術(shù)實(shí)現(xiàn)歷史性跨越的重大機(jī)遇。

      目前，我國(guó)空間站確定了8個(gè)研究方向，在空間站壓力艙內(nèi)安排了13個(gè)先進(jìn)的科學(xué)實(shí)驗(yàn)室，稱(chēng)為科學(xué)實(shí)驗(yàn)柜，將開(kāi)展生命、材料、流體、燃燒、基礎(chǔ)物理等成百上千項(xiàng)成系列的空間科學(xué)實(shí)驗(yàn)研究。

      建設(shè)一個(gè)“國(guó)家太空實(shí)驗(yàn)室地面實(shí)驗(yàn)基地”，對(duì)于空間站大規(guī)模的空間科學(xué)研究是十分必要的，也正是目前的研究鏈條中缺少的。它將促使優(yōu)秀科學(xué)家凝心聚力，長(zhǎng)期攻關(guān)，與天上的太空實(shí)驗(yàn)室配合，形成天地一體的完整系統(tǒng)。

      這個(gè)基地是科學(xué)研究性質(zhì)的，它將凝聚人才對(duì)空間站上的實(shí)驗(yàn)開(kāi)展研究，支撐各項(xiàng)目的地面研究、飛行前的驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)和效果評(píng)估、飛行中的天地比對(duì)實(shí)驗(yàn)和實(shí)驗(yàn)進(jìn)程判斷、科學(xué)實(shí)驗(yàn)樣品分析服務(wù)，有利于學(xué)科交叉研究并集中開(kāi)展科技成果的轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)化。而對(duì)于像太空望遠(yuǎn)鏡等空間天文臺(tái)項(xiàng)目，也要落實(shí)到地面研究，包括海量的數(shù)據(jù)分析和科學(xué)研究，才能取得最新的科學(xué)認(rèn)知。

      非晶中國(guó)主要關(guān)注非晶合金及其關(guān)聯(lián)材料發(fā)展及其知識(shí)的科普。這里小編替大家問(wèn)一下：那么，太空中的空間站能夠制造什么神奇材料？

      目前空間材料加工可簡(jiǎn)單的分成三部分：功能性材料（包括，半導(dǎo)體、超導(dǎo)、磁性、記憶和紅外敏感材料等），結(jié)構(gòu)材料（包括，難混合金、金屬、泡沫多孔和復(fù)合材料等），光學(xué)和陶瓷材料（包括，優(yōu)質(zhì)玻璃和陶瓷、光導(dǎo)纖維、高絕緣材料等）。

       1、非晶態(tài)金屬：用微重力條件下的充容器加工技術(shù)，可以使加工的樣品處于過(guò)冷狀態(tài)，過(guò)冷溫度可低達(dá)樣品固化溫度的20%，在過(guò)冷狀態(tài)下快速固化可以形成非晶態(tài)金屬。在美國(guó)曾在空間制作了鉛鋁非晶態(tài)合金，其強(qiáng)度高、硬度大、韌性好、抗腐力強(qiáng)、性能優(yōu)良。

       2、磁性材料：空間加工消除了磁性材料在地面加工過(guò)程中對(duì)流和雜質(zhì)成核的影響，可以生產(chǎn)出性能優(yōu)良的磁性材料。太空中加工的鉍-錳共晶磁性材料，其固有矯頑力接近其理論值的97%?？臻g生產(chǎn)的磁性材料的矯頑力可以比地面提高60%。

       3、超導(dǎo)材料：利用微重力環(huán)境可以加工出新型的超導(dǎo)材料?？臻g生產(chǎn)的鉛-鋅-銻合金具有更高的熔化溫度和超導(dǎo)轉(zhuǎn)變溫度。鍺金化合物在地面只有一般的導(dǎo)電性，而空間生產(chǎn)的同類(lèi)材料卻具有超導(dǎo)性?？臻g還試驗(yàn)了鉛-銀-氧化鋇超導(dǎo)材料，也得出了滿(mǎn)意的結(jié)果。利用微重力加工新型超導(dǎo)合金是空間加工的有希望的項(xiàng)目之一。

       4、形狀記憶合金：空間加工可以克服地面加工形狀記憶合金難以克服的工藝問(wèn)題。TH合金中鈦鎳比重相差一倍，地面很難得到均勻的樣品，空間加工則可以生產(chǎn)出均勻優(yōu)質(zhì)的TH合金。

       5、晶體和半導(dǎo)體材料：空間站可以生產(chǎn)出結(jié)構(gòu)完整有序、斷位缺陷少，摻雜均勻的半導(dǎo)體。實(shí)驗(yàn)表明，空間加工的單晶、多元晶體和半導(dǎo)體的性能普遍提高。通過(guò)區(qū)熔法生長(zhǎng)的銻化銦晶體的斷位缺陷數(shù)量比對(duì)照物減少90%。用氣相生長(zhǎng)的砸化鍺和碲化鍺比地面生長(zhǎng)的這類(lèi)晶體大6—8倍，且生長(zhǎng)速度更快。在空間將鎵、銻和硼雜質(zhì)摻雜在熔融鍺中，均勻度可提高4倍砷化鎵是一種優(yōu)質(zhì)半導(dǎo)體材料，它的單晶在地面上雖然也能控制生長(zhǎng)，但大直徑高質(zhì)量的單晶生長(zhǎng)仍然很困難，在空間加工砷化鎵可以克服地面加工存在的組份過(guò)冷起伏、缺陷密度大等缺陷，生長(zhǎng)出優(yōu)良的單晶。

       6、金屬和合金：空間加工不但能得到良好的單晶，而且可以生產(chǎn)出地面難混和偏晶的合金。美國(guó)在航天飛機(jī)上加工出了鋁鉛合金。在“空間實(shí)驗(yàn)室”中加工出了銩鍺、鉛鋅、鋁銅等合金。在加工偏晶合金鉛鋅中還發(fā)現(xiàn)地面研究制定的合金相圖有問(wèn)題。

       7、復(fù)合材料：空間加工可以得到優(yōu)質(zhì)的微粒增強(qiáng)、短纖維増強(qiáng)的復(fù)合材料與共晶合金。日本使用A火箭上加工的碳化鈦微粒增強(qiáng)的鎳，硬度比地面提高2倍，強(qiáng)度提高3倍，耐熱溫度提高到1700°C?？臻g生產(chǎn)的氯化鈉一氟化鋰共晶生長(zhǎng)出的第二相氟化鋰，纖維長(zhǎng)而連續(xù)，很少有裂紋。
 
       8、光學(xué)材料：空間加工可以制造出無(wú)氣泡、無(wú)條紋、各向同性、折射系數(shù)和色散指數(shù)均勻、光學(xué)性幾乎接近理論值的玻璃。美國(guó)在航天飛機(jī)第七次飛行中，用聲懸浮方法加工了玻璃樣品。前蘇聯(lián)使用禮炮號(hào)加工了光導(dǎo)纖維細(xì)絲。在空間用高純玻璃可以制造出極細(xì)、長(zhǎng)度幾乎不受限制的光導(dǎo)纖維，還可以生產(chǎn)出幾百米長(zhǎng)的玻璃管。

       此外，在微重力環(huán)境下，物體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律起了本質(zhì)的變化，產(chǎn)生了一些特殊的物理現(xiàn)象。利這些物理現(xiàn)象可以產(chǎn)生許多新工藝。

       1、皮殼工藝：空間微重力環(huán)境下材料的重熔和定向凝固可以提高材料的性能。但是重熔過(guò)程往往破材料零件的外形。為了解決這個(gè)矛盾提出了皮殼工藝。當(dāng)一個(gè)外形復(fù)雜的零件，需要在失重條件下重熔和凝固時(shí)，為了保證零件的外形，可以事先在零件的表面上形成一個(gè)很薄的層厚度只要1?100微米。這樣在重熔過(guò)程中，外殼不化而起到定型的作用。這個(gè)保護(hù)層可以是外加的涂層，也可以在材料表面經(jīng)過(guò)表面處理直接形成。這種工藝特別適合于渦輪葉片、高矯頑力磁性元件和軸承等耐磨零件。采用定向凝固原位生長(zhǎng)的共晶合金可以提高葉片使用溫度50?100°C，若采用皮殼工藝重熔葉片還可以再提高使用溫度。

       2、附著鑄造：在微重力條件下，液體可以在能潤(rùn)濕的固體表面上達(dá)到完全潤(rùn)濕。利用這一原理可以進(jìn)行附著鑄造。將熔化的材料送到特制模型上或鑄模內(nèi)，由于熔體的潤(rùn)濕可以均勻地展布在模型表面的任意處，在整個(gè)表面上形成薄層用反復(fù)附著鑄造的方法還可以形成任意層次，多種成份的多層結(jié)構(gòu)。這種方法可以制造板材、滾珠軸承、復(fù)雜形狀的鑄件和精密元件。

       3、成形工藝：由于空間加工是處于微重力環(huán)境下，因而許多在地面受到重力影響而不能成形的結(jié)構(gòu)都可在空間成形。利用微重力下表面張力、內(nèi)聚力等的作用，可以制造出橢圓度極小的各種材料的球，極長(zhǎng)極細(xì)的絲和極薄的各種材料的膜。

       4、無(wú)容器加工工藝：無(wú)容器加工技術(shù)可以避免材料在熔煉過(guò)程中受到熔爐材料的污染并可使材料過(guò)冷?？臻g站無(wú)容器加工，懸浮力只需地面上的萬(wàn)分之一，懸浮裝置的主要作用是起控制和維持功能，如定位、輸送、旋轉(zhuǎn)、攪拌等。

       5、電泳工藝：電泳技術(shù)是利用外加直流電場(chǎng)，使混合溶液中的各組分向電極方向或不同方向以不同速度運(yùn)動(dòng)，使不同組分分離的方法。地面上的電泳主要受自然對(duì)流、紊亂渦流、電滲和重力減速的影響，效率低、純度不夠。在微重力下這幾個(gè)因素都可以消除。在航天飛機(jī)上的試驗(yàn)表明：空間電泳可以提高分離純度4?5倍，提高分離速度400?700倍。目前，這一工藝已被公認(rèn)為是空間加工中最有經(jīng)濟(jì)效益的項(xiàng)目之一。