中國空間站目前處于常態(tài)化運營階段，三艙 “T” 字構(gòu)型穩(wěn)定在軌，神舟十九號乘組已于 2025 年 3 月完成第三次出艙活動，開展設(shè)備維護與科學(xué)實驗?？臻g站已實施 180 余項空間科學(xué)項目，涵蓋微重力物理、空間生命科學(xué)等領(lǐng)域，并計劃年內(nèi)執(zhí)行兩次載人飛行任務(wù)。其金屬構(gòu)件體系以輕量化、耐極端環(huán)境為核心，融合自主創(chuàng)新技術(shù)為主導(dǎo)，以下是核心材料及創(chuàng)新應(yīng)用：
一、主體結(jié)構(gòu)材料
碳化硅增強鋁基復(fù)合材料
密度約為鈦合金 1/2，強度達傳統(tǒng)鋁合金 3 倍，熱膨脹系數(shù)低 60%。應(yīng)用于柔性太陽翼伸展機構(gòu)，通過納米界面調(diào)控技術(shù)解決界面結(jié)合難題，耐受 10 年以上空間熱循環(huán)與原子氧環(huán)境。
高強鋁基復(fù)合材料
采用熔體攪拌工藝，屈服強度 550MPa，疲勞壽命提升 3 倍，用于實驗艙轉(zhuǎn)接件，可承受 200℃溫差熱沖擊。
二、關(guān)鍵部件材料
難熔合金實驗
微重力環(huán)境下實現(xiàn)鈮、鋯合金凝固實驗，獲取超高溫熔體關(guān)鍵參數(shù)，發(fā)現(xiàn)特殊凝固組織，為火箭熱防護材料提供依據(jù)。
鈦合金梯度結(jié)構(gòu)
激光增材制造表面納米晶 - 粗晶梯度層，硬度提升 40%、耐磨性提高 5 倍，應(yīng)用于機械臂關(guān)節(jié)軸承，壽命延長 2 倍。
三、熱控與防護材料
鉍基液態(tài)金屬
熔點 47℃，傳熱系數(shù)為傳統(tǒng)介質(zhì) 3 倍，相變儲熱密度 200kJ/kg，用于艙外散熱器，適應(yīng) - 100℃~150℃極端溫差。
納米多層膜技術(shù)
Cr/CrN 納米超晶格膜層，耐原子氧輻照，摩擦系數(shù) 0.15、硬度 25GPa，保障太陽翼部件 15 年以上服役；TiN/Ag 復(fù)合涂層實現(xiàn)鎂合金抗菌率 99.9%、鹽霧壽命超 5000 小時。
四、技術(shù)突破與自主創(chuàng)新
突破極端環(huán)境適應(yīng)性、長壽命可靠性、材料國產(chǎn)化三大瓶頸，核心材料如碳化硅鋁基復(fù)合材料、難熔合金等實現(xiàn)自主可控，推動空間材料科學(xué)與深空探測技術(shù)發(fā)展。

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