CeramTec公司研发的新一代3D打印陶瓷样品容器将被送往国际空间站

2021年7月6日，南极熊获悉陶瓷知名制造商CeramTec公司已经成功地为国际空间站（ISS）的空间实验设施研发出了新一代的陶瓷样品容器，这一工作属于空中客车防务、航天公司和欧洲航天局等合作项目联盟的一部分。

新型陶瓷容器于6月搭乘SpaceX-22被往国际空间站，将用于对金属、合金和半导体的某些热物理性质的精确测量，而这些性能测试这在地球上是不可能完成的。

本次研究的目标是扩大我们对材料结构如何形成早期阶段的理解，以改善地球上的生产和铸造工艺。

△带有样品架的样品室。照片来自空客公司

CeramTec公司的技术研发能力

在过去的一个多世纪里，CeramTec公司一直是开发、制造和供应技术陶瓷领域的全球领导者。该公司提供的产品数量超过10,000种，公司产品被广泛用于各种行业，从医疗工程和汽车，到电子、能源和环境工程。

虽然CeramTec公司的大部分投资组合与3D打印没有直接关系，但他们在最近发布的2020年财务数据强调了产品多样化的重要性，这其中部分原因是由于即将开展的几个有关3D打印活动的国际项目。

同样的，CeramTec公司今年已经在3D打印领域取得了进展，推出了据称与碳化硅属性相似的ROCAR 3D打印粉末，并发布了CeramCreator工具，可以帮助客户简化工艺链，缩短报价流程。

就在上个月，CeramTec公司成功测试了其与Fraunhofer IISB合作开发的新型电动汽车功率半导体模块的冷却能力，而他们的最新陶瓷产品则是旨在对电动汽车的驱动变频器进行热调节。

△CeramTec公司的ISS样品容器。照片来自CeramTec公司

为太空实验开发样品容器

CeramTec公司一直与空客公司和项目联盟的其他伙伴有着合作关系，他们将实验用样品容器作为复杂的部件来生产，制造基地位于德国的Plochingen工厂。

事实上，早在2017年，由氮化硅制成的罐式和笼式样品架就被首次安装在国际空间站上，目的是用于空间站的电磁悬浮器（EML），这是一套进行自然科学实验的多用途研究设施。

在EML内，样品容器被放入一个线圈中，金属合金样品在零重力下悬浮时被电磁场以非接触方式固定在线圈中。

如今，项目联盟已经生产出了新一代的氮化硅样品容器。这种陶瓷材料特别适合这一实验场景，因为它不存在导电性，可以防止外部因素对测量的影响。这种材料还具有所需的高耐热性，能够承受测量周期的温度，测量周期在500至2100摄氏度之间进行。

具体来讲，测试过程就是样品被熔化，在液态下冷却后再次凝固，以实现对金属、合金和半导体的某些热物理性质的精确测量，而这些工作在地球上是不可能实现的。新型陶瓷容器的产生使国际空间站团队能够分析材料结构的早期形成，以扩大我们对过渡过程、原子结构和材料特性的认识。

最终，希望在太空中对材料特性的测量结果将使我们能够改进地球上的生产和铸造工艺。实验中获得的成果将用于提高这些工艺的质量，同时降低高科技铸件的成本，因此可以完善制造方法，改进材料和产品，并重新开发。

此外，空客公司还表示，CeramTec公司的最新一代样品容器已于6月开始乘坐SpaceX-22号飞船前往国际空间站，并将极大地支持在太空中开展的进一步研究活动。