Buzz
Điều đặc biệt là những tiến bộ này có được nhờ các thí nghiệm trong môi trường không trọng lực trên trạm Tiangong.
Sau ba năm nghiên cứu trên trạm Tiangong, các nhà khoa học Trung Quốc đã tạo ra một đột phá lớn trong lĩnh vực vật liệu, dự báo sẽ thay đổi hoàn toàn công nghệ tên lửa siêu thanh và phương tiện bay tốc độ cao. Nhờ môi trường vi trọng lực, họ đã sáng chế ra hợp kim niobium-silicon, một chất liệu cực kỳ bền bỉ có thể chịu được nhiệt độ cực cao.
Niobium, một kim loại quý hiếm được dùng trong thép cao cấp, nay đã được chuyển hóa thành hợp kim với khả năng chịu nhiệt lên tới 1.700°C, vượt xa khả năng chịu đựng của các vật liệu hiện có. Đây là lựa chọn lý tưởng cho các động cơ phản lực và thiết bị hàng không hiện đại.
Trước đây, việc chế tạo hợp kim niobium-silicon gặp rất nhiều khó khăn do tốc độ kết tinh chậm và độ giòn cao. Quá trình tạo các tinh thể niobium-silicon thường mất đến 100 giờ ở nhiệt độ gần 1.600°C, trong khi sản phẩm cuối cùng lại rất dễ vỡ ở nhiệt độ phòng, không thích hợp cho sản xuất động cơ.
Đội ngũ nghiên cứu do Giáo sư Wei Bingbo từ Đại học Kỹ thuật Tây Bắc Trung Quốc dẫn dắt đã tìm ra cách giải quyết triệt để các vấn đề này. Họ phát triển phương pháp làm nguội nhanh, cho phép tinh thể hợp kim niobium-silicon hình thành với tốc độ lên tới 9 cm/giây, rút ngắn thời gian sản xuất. Đồng thời, việc thêm một lượng nhỏ hafnium vào hợp kim đã giúp độ bền ở nhiệt độ phòng tăng gấp ba lần, loại bỏ hoàn toàn vấn đề giòn.
Điều đáng chú ý là những cải tiến này đạt được nhờ thí nghiệm trong môi trường không trọng lực trên trạm Tiangong, nơi sự hình thành và phát triển tinh thể diễn ra khác biệt so với Trái Đất, nơi trọng lực ảnh hưởng trực tiếp đến các quá trình này. Các nhà khoa học đã quan sát thấy hiện tượng co ngót đặc trưng trong quá trình đông đặc nhanh và mô hình tăng trưởng tinh thể độc đáo. Những phát hiện này được nhóm nghiên cứu gọi là 'món quà từ thiên đường'.
Hợp kim niobium-silicon không chỉ là một kỳ tích khoa học, mà còn mang tính chiến lược đối với Trung Quốc. Dù là quốc gia tiêu thụ niobium lớn nhất thế giới, Trung Quốc chỉ nắm giữ dưới 1% trữ lượng toàn cầu và phụ thuộc chủ yếu vào việc nhập khẩu từ Brazil, nơi sản xuất 90% niobium toàn cầu. Việc thành công trong việc phát triển hợp kim mới này có thể giúp Trung Quốc giảm bớt sự phụ thuộc vào nguồn cung từ nước ngoài và gia tăng sức mạnh trong ngành quốc phòng và hàng không vũ trụ.
Những phát hiện này đã được công bố trên tạp chí Acta Physica Sinica, đánh dấu một bước tiến quan trọng không chỉ cho ngành khoa học vật liệu mà còn mở ra cơ hội mới cho ngành công nghiệp siêu thanh.
Anh Việt
