2021年7月6日，南極熊獲悉陶瓷知名制造商CerAMTec公司已經(jīng)成功地為國際空間站（ISS）的空間實(shí)驗設(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防務(wù)、航天公司和歐洲航天局等合作項目聯(lián)盟的一部分。

　　新型陶瓷容器于6月搭乘SpaceX-22被往國際空間站，將用于對金屬、合金和半導(dǎo)體的某些熱物理性質(zhì)的精確測量，而這些性能測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。照片來自空客公司

　　CeramTec公司的技術(shù)研發(fā)能力

　　在過去的一個多世紀(jì)里，CeramTec公司一直是開發(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，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打印沒有直接關(guān)系，但他們在最近發(fā)布的2020年財務(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展的幾個有關(guān)3D打印活動的國際項目。

　　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，可以幫助客戶簡化工藝鏈，縮短報價流程。

　　就在上個月，CeramTec公司成功測試了其與Fraunhofer IISB合作開發(fā)的新型電動汽車功率半導(dǎo)體模塊的冷卻能力，而他們的最新陶瓷產(chǎn)品則是旨在對電動汽車的驅(qū)動變頻器進(jìn)行熱調(diào)節(jié)。

　　△CeramTec公司的ISS樣品容器。照片來自CeramTec公司

　　為太空實(shí)驗開發(fā)樣品容器

　　CeramTec公司一直與空客公司和項目聯(lián)盟的其他伙伴有著合作關(guān)系，他們將實(shí)驗用樣品容器作為復(fù)雜的部件來生產(chǎn)，制造基地位于德國的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)驗的多用途研究設(shè)施。

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

　　如今，項目聯(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)驗場景，因為它不存在導(dǎo)電性，可以防止外部因素對測量的影響。這種材料還具有所需的高耐熱性，能夠承受測量周期的溫度，測量周期在500至2100攝氏度之間進(jìn)行。

　　具體來講，測試過程就是樣品被熔化，在液態(tài)下冷卻后再次凝固，以實(shí)現(xiàn)對金屬、合金和半導(dǎo)體的某些熱物理性質(zhì)的精確測量，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)生使國際空間站團(tuán)隊能夠分析材料結(jié)構(gòu)的早期形成，以擴(kuò)大我們對過渡過程、原子結(jié)構(gòu)和材料特性的認(rèn)識。

　　最終，希望在太空中對材料特性的測量結(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)驗中獲得的成果將用于提高這些工藝的質(zhì)量，同時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月開始乘坐SpaceX-22號飛船前往國際空間站，并將極大地支持在太空中開展的進(jìn)一步研究活動。