梦天实验舱太空物理实验室,打脸微重力垄断,开启太空炼钢新时代( 二 )




五、这套系统可以做哪些实验?
(1)太空炼钢炉:用于开展低温钢水在轨培养实验 , 在轨培养过程中需要完成的关键技术 , 主要包括钢水处理、真空结晶和凝固和高温锻造 。(2)太空制氧机:用于进行微重力环境下的气体采样实验 , 主要是针对氧气浓度、空气流速等条件 。(3)空间样品采集系统:包括样品容器、取样设备、样品检测设备 , 用于开展高分辨率空间材料科学试验研究 。(4)高通量材料制备:可在轨进行材料表面结构形态分析与表征 , 以及通过空间冶金技术进行材料制备的探索研究 。(5)真空实验装置:用于开展微重力环境下的材料培养试验 。(6)地面力学特性研究实验:主要是以微重力环境下液体和固体力学性能试验为目的的地球动力学试验 。(7)地面力学性能分析实验:主要是开展微重力条件下微重力实验环境下力学性能测试的研究 。


六、该系统主要工作流程及特点是什么:
(1)炉内产生高温气体:利用真空泵将液态氮注入装置 , 加热钢水温度达到300℃左右; (2)液氮冷却:当炉温下降到一定程度后 , 打开冷却通道 , 将钢水从炉内排出; (3)钢水处理:将经过低温过滤和脱氧的钢水放入真空罐中 , 通过蒸发法处理产生结晶状晶体; (4)结晶态晶体的形成:利用离子束辐照使结晶态晶体升华并从炉内排出; (5)冷却结晶:利用低温蒸发法对钢水进行结晶分离 , 最终得到满足使用要求的高品质金属粉末 。我们通过真空设备将液氮注入到钢水中 , 然后利用离子束辐照产生的辐射压力将液态氮气化并蒸发冷却到0℃左右 , 在真空环境中将液态氮转化为固态氮冰 , 最终得到满足使用要求的高品质金属粉末 。


?七、目前 , 这项实验装置还处于原理验证阶段 , 未来有哪些用途?
(2)在轨实验:利用空间站上安装的低温制冷系统 , 通过低温冶金法对钢水进行提纯处理 , 提取出金属杂质 , 然后在地面上进行成分分析以验证其性能 。(3)科研:通过试验验证真空环境下液态氮冷却凝固过程的物理特性 , 实现固态金属的凝固实验 。(4)新材料:基于低温物理冶金法对金属材料进行成分分析研究 , 获得钢中元素含量、碳化物、硫、磷、钛和镍等的变化规律 , 为实现钢铁产品性能优化奠定基础 。(5)空间机器人:实现对航天器在轨飞行的自主控制和维护 , 以实现无人长期在轨驻留试验 。(6)其他:用于开展空间材料科学实验研究以及空间材料生长等相关科学研究 。另外在2021年8月 , 我国的两个实验舱完成了对接之后 , 梦天实验舱和天舟二号货运飞船分别成为了空间站的实验舱和资源舱 。

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