2021年7月6日，南極熊獲悉陶瓷知名制造商CerAMTec公司已經(jīng)成功地為國(guó)際空間站（ISS）的空間實(shí)驗(yàn)設(shè)施研發(fā)出了新一代的陶瓷樣品容器，這一工作屬于空中客車(chē)防務(wù)、航天公司和歐洲航天局等合作項(xiàng)目聯(lián)盟的一部分。

　　新型陶瓷容器于6月搭乘SpaceX-22被往國(guó)際空間站，將用于對(duì)金屬、合金和半導(dǎo)體的某些熱物理性質(zhì)的精確測(cè)量，而這些性能測(cè)試這在地球上是不可能完成的。

　　本次研究的目標(biāo)是擴(kuò)大我們對(duì)材料結(jié)構(gòu)如何形成早期階段的理解，以改善地球上的生產(chǎn)和鑄造工藝。

　　△帶有樣品架的樣品室。照片來(lái)自空客公司

　　CeramTec公司的技術(shù)研發(fā)能力

　　在過(guò)去的一個(gè)多世紀(jì)里，CeramTec公司一直是開(kāi)發(fā)、制造和供應(yīng)技術(shù)陶瓷領(lǐng)域的全球領(lǐng)導(dǎo)者。該公司提供的產(chǎn)品數(shù)量超過(guò)10,000種，公司產(chǎn)品被廣泛用于各種行業(yè)，從醫(yī)療工程和汽車(chē)，到電子、能源和環(huán)境工程。

　　雖然CeramTec公司的大部分投資組合與3D打印沒(méi)有直接關(guān)系，但他們?cè)谧罱l(fā)布的2020年財(cái)務(wù)數(shù)據(jù)強(qiáng)調(diào)了產(chǎn)品多樣化的重要性，這其中部分原因是由于即將開(kāi)展的幾個(gè)有關(guān)3D打印活動(dòng)的國(guó)際項(xiàng)目。

　　同樣的，CeramTec公司今年已經(jīng)在3D打印領(lǐng)域取得了進(jìn)展，推出了據(jù)稱(chēng)與碳化硅屬性相似的ROCAR 3D打印粉末，并發(fā)布了CeramCreator工具，可以幫助客戶(hù)簡(jiǎn)化工藝鏈，縮短報(bào)價(jià)流程。

　　就在上個(gè)月，CeramTec公司成功測(cè)試了其與Fraunhofer IISB合作開(kāi)發(fā)的新型電動(dòng)汽車(chē)功率半導(dǎo)體模塊的冷卻能力，而他們的最新陶瓷產(chǎn)品則是旨在對(duì)電動(dòng)汽車(chē)的驅(qū)動(dòng)變頻器進(jìn)行熱調(diào)節(jié)。

　　△CeramTec公司的ISS樣品容器。照片來(lái)自CeramTec公司

　　為太空實(shí)驗(yàn)開(kāi)發(fā)樣品容器

　　CeramTec公司一直與空客公司和項(xiàng)目聯(lián)盟的其他伙伴有著合作關(guān)系，他們將實(shí)驗(yàn)用樣品容器作為復(fù)雜的部件來(lái)生產(chǎn)，制造基地位于德國(guó)的Plochingen工廠。

　　事實(shí)上，早在2017年，由氮化硅制成的罐式和籠式樣品架就被首次安裝在國(guó)際空間站上，目的是用于空間站的電磁懸浮器（EML），這是一套進(jìn)行自然科學(xué)實(shí)驗(yàn)的多用途研究設(shè)施。

　　在EML內(nèi)，樣品容器被放入一個(gè)線圈中，金屬合金樣品在零重力下懸浮時(shí)被電磁場(chǎng)以非接觸方式固定在線圈中。

　　如今，項(xiàng)目聯(lián)盟已經(jīng)生產(chǎn)出了新一代的氮化硅樣品容器。這種陶瓷材料特別適合這一實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景，因?yàn)樗淮嬖趯?dǎo)電性，可以防止外部因素對(duì)測(cè)量的影響。這種材料還具有所需的高耐熱性，能夠承受測(cè)量周期的溫度，測(cè)量周期在500至2100攝氏度之間進(jìn)行。

　　具體來(lái)講，測(cè)試過(guò)程就是樣品被熔化，在液態(tài)下冷卻后再次凝固，以實(shí)現(xiàn)對(duì)金屬、合金和半導(dǎo)體的某些熱物理性質(zhì)的精確測(cè)量，而這些工作在地球上是不可能實(shí)現(xiàn)的。新型陶瓷容器的產(chǎn)生使國(guó)際空間站團(tuán)隊(duì)能夠分析材料結(jié)構(gòu)的早期形成，以擴(kuò)大我們對(duì)過(guò)渡過(guò)程、原子結(jié)構(gòu)和材料特性的認(rèn)識(shí)。

　　最終，希望在太空中對(duì)材料特性的測(cè)量結(jié)果將使我們能夠改進(jìn)地球上的生產(chǎn)和鑄造工藝。實(shí)驗(yàn)中獲得的成果將用于提高這些工藝的質(zhì)量，同時(shí)降低高科技鑄件的成本，因此可以完善制造方法，改進(jìn)材料和產(chǎn)品，并重新開(kāi)發(fā)。

　　此外，空客公司還表示，CeramTec公司的最新一代樣品容器已于6月開(kāi)始乘坐SpaceX-22號(hào)飛船前往國(guó)際空間站，并將極大地支持在太空中開(kāi)展的進(jìn)一步研究活動(dòng)。