弗吉尼亚大学超高温系统助力高超声速飞行研究

　　超高温陶瓷是一类能承受华氏3600度（2000℃）以上高温而不发生任何降解的陶瓷，同时还具有很高的导热性。由于其独特的性能，这种材料在航天器、核反应堆、高超声速飞机和熔炉等各种应用中都被用作隔热材料。

　　虽然具有这些优点，但超高强度热导材料的脆性也非常大，而且不容易用机械加工成型。为了提高其可用性，研究人员一直在对其化学结构进行更详细的研究，最先进的电磁悬浮系统有望帮助进一步研究这一类材料。

污染问题

　　超高温热处理研究的传统方法往往面临着在极高温下化学污染的挑战。弗吉尼亚大学的研究团队在新的电磁悬浮系统中采用了无容器设计，从而解决了这一问题。

　　在重新设计时，研究人员合并了感应加热和激光加热技术，以消除被研究材料与安全壳之间的直接接触。因此，即使温度飙升到华氏3600度以上，测量精度也不会降低。

　　由于超高真空容器的应用多种多样，研究人员确保电磁悬浮能够模拟从真空到极高压大气等各种反应条件。新闻稿中说，在这些极端条件下，研究人员可以了解热膨胀、熔点和表面张力等特性，并将数据用于高超声速飞行或高温制造等应用。

重要一步

　　电磁悬浮系统是高超声速研究迈出的重要一步，是美国建造的第一个此类设施。在此之前，此类设施只在德国和日本运行，这对美国研究人员不利。

　　然而，弗吉尼亚大学的电磁悬浮设施比德国和日本的同类设施更胜一筹，因为它可以利用补充激光加热实现超高纯金属的完全熔化，并允许研究人员收集以前无法获得的高精度数据。

　　弗吉尼亚大学材料科学与工程系主任、工程学教授，电磁悬浮项目的首席研究员伊丽莎白·奥皮拉（Elizabeth Opila）说：“这项技术不仅能推动该领域的发展，还能为关键应用领域培养下一代材料科学家。”

　　该系统的设计还考虑到了未来的创新，例如与阿贡国家实验室的先进光子源（APS）集成。这将使未来能够进行原位X射线衍射和高温氧化测量等实验。这些实验对于开发能源和航空航天工业的应用至关重要。 （航柯）

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