魏炳波院士助中国空间材料科学破局
发布时间: 2026-07-09 10:49:24
中新网北京7月8日电题：三十余载“造锅煮饭”，魏炳波院士助中国空间材料科学破局
记者 郭超凯 孙自法
“重复别人等于落后，必须寻找原始创新的科学‘生长点’。”
秉持这一理念，中国科学院院士、西北工业大学物理科学与技术学院教授魏炳波长期以来深耕金属材料凝固科学与技术和空间材料科学研究，自主设计研制金属材料超常凝固实验系统，为探索金属材料在极端环境下的制备成形提供强有力的实验手段，取得中国空间材料科学领域关键突破。
7月8日，魏炳波团队凭借“空间极端条件下高温金属材料超常调制技术与科学实验系统”项目荣获2025年度国家技术发明奖一等奖。这份荣誉的背后，是他深耕空间材料科学研究、从零开始“造锅煮饭”的执着。
2026年3月，中国科学院院士、西北工业大学物理科学与技术学院教授魏炳波采用静电悬浮实验系统开展科学研究。受访者供图
回顾自己多年研究历程，魏炳波形象地比喻称：“我干了30多年就为了解决两个问题，造了一口‘锅’，再用这口‘锅’煮一锅‘饭’。”
魏炳波口中的“锅”，指的是金属材料超常凝固实验系统；而这锅“饭”，则是利用太空微重力环境在高温难熔合金上获得前沿科学突破。
“造锅煮饭”的念头始于1992年。那一年中国载人航天工程正式立项实施，28岁的魏炳波结束在德国的合作研究，重返母校西北工业大学任教。
回国后不久，魏炳波便参与中国载人航天工程，他一心想在地面创建一个“太空”，希望在地面模拟出太空微重力下的“无容器”效果，开展空间材料实验。
“无容器”状态是科学家研究金属过冷梦寐以求的实验手段——让熔融的金属材料成为液滴飘浮在空中，不与容器壁接触，在较低温度下不凝固，仍然保持液体状态。太空微重力环境则为实现“无容器”状态提供绝佳条件。
1994年，魏炳波以“空间材料科学研究”为题申请国家杰出青年科学基金，成为中国较早提出“空间材料科学”新概念的学者之一。
以杰青项目为起点，此后30多年，魏炳波带领科研团队持续攻关，逐步建立金属材料超常凝固实验系统，自主研制静电悬浮、电磁悬浮、超声悬浮、气动悬浮和自由落体等5种实验设备，均达到国际先进或领先水平。
2026年7月，中国科学院院士、西北工业大学物理科学与技术学院教授魏炳波与团队成员讨论难熔金属材料静电悬浮实验方案。受访者供图
2021年，中国空间站天和核心舱开始在轨运行。魏炳波团队制备的10余种数百个高性能难熔合金样品先后在中国空间站无容器材料科学实验柜进行6批次在轨实验，获得大量关键科学数据，有望为探索新材料提供指导。
这一系列实验中，钨合金实验成果尤为亮眼。钨是目前已知熔点最高的金属，熔点高达3422℃。冶炼中很难找到合适容器，在钨熔化前冶炼容器往往先熔化。长期以来，钨合金在超高温度下的物理化学性质研究一直是科学界的难题。
2025年，魏炳波团队利用中国空间站无容器材料科学实验柜，成功把钨合金加热至超过3100℃，创造了新的世界纪录。此外，铌合金、锆合金等在轨凝固实验均取得科学新发现，成果斐然。
“我们30多年来‘地面画龙、空间点睛’的梦想终于实现！”魏炳波感慨道。
从地面自研设备、攻克“卡脖子”技术，到太空逐梦、刷新世界纪录，魏炳波用30多年时间带领团队造出完全自主设计的“中国锅”，在太空中“煮出”了一锅令世界瞩目的“中国饭”。(完)
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