馬斯克將汽車送上火星，這項材料必不可少

北京時間2月7日4時45分，佛羅里達州甘迺迪航太中心控制室裡傳出歡呼聲，一枚重型火箭剛剛通過這裡的控制成功發射。這枚來自SpaceX旗下的“獵鷹”，是自60年代完成載人登月任務的土星5號以來，運力最強的火箭。

SpaceX的創始人埃隆·馬斯克任性了一把，在這架計畫飛向火星的火箭裡，僅僅放入了一輛自家工廠生產的紅色Tesla電動汽車，這不是馬斯克的第一次“瘋狂”，火星被他視作人類的移民目的地，而太陽則被他視作人類能源的未來。

馬斯克的每一次嘗試都飽受著質疑，甚至有外國媒體把他比成喻中國的賈躍亭，可是賈躍亭是把自己吹上天的，而馬斯克卻是在用科技改變世界，將真正的火箭送上天。

在發射的視頻上，小編注意到攝像頭所聚焦的火箭尾部噴射器，在運作過程中，承受高溫的火箭噴嘴部件屢次出現色彩變化，這就需要極度耐高溫的材料。有網友指正，獵鷹9號屬於可回收型的火箭，不是使用難熔金屬作為噴嘴喉襯，其助推器的喉襯一般是碳陶瓷。

什麼是喉襯？

固體火箭發動機噴管屬於收斂-擴散型噴管，由入口段、喉襯、出口錐構成，它的作用是將燃燒產物的熱能轉換為高速射流的動能從而產生推力。這其中，喉襯性能的優良直接決影響到發動機的性能，在發動機工作時，喉襯常常需要從常溫直接升溫至大於2000℃，從而產生極大的溫度梯度以及熱應力，在3000℃左右的高溫下高燃速氣流夾帶固體顆粒或Al₂O₃液滴劇烈沖刷喉襯，若喉襯發生嚴重的燒蝕就很難保證穩定的氣動外形甚至發生碎裂，這就會直接影響發動機的推力和效率。

喉襯的材料有哪些？

目前，固體火箭發射一般採用多級推進，因此各級火箭發動機噴管所採用的喉襯材料各有不同，固體火箭發動機喉襯材料主要有：難熔金屬、石墨、碳/碳複合材料和陶瓷基複合材料。這其中，用於製作喉襯的難熔金屬主要是鎢及滲金屬的鎢銅或鎢銀，它們用於火箭或戰略導彈的第一級推進器上，能瞬間承受極大的高溫沖刷，但是也會被燒蝕，發動機發射後不可回收，國際上大部分的中遠端導彈或火箭採用此類方案。

鎢銅（銀）合金的特點。

鎢銅合金和鎢銀合金的製造原理基本相同，所不同的是，銀的溶點比銅高，且價格較貴。目前市場研究和使用的材料為鎢銅合金較多。鎢和銅（或銀)所組成的兩相均勻分佈的既不固溶又不形成化合物的一類複合材料，由於鎢和銅兩種金屬的熔點差異較大，在高於銅熔點的情況下，銅蒸發氣化帶走大部分熱量留下硬質相鎢，保證了喉襯工作的穩定性。

鎢銅（銀）合金的製備。

由於鎢與銅既不固溶又不形成化合物，很難用常規燒結方法一次性制得高緻密的鎢銅合金。因此一般採用熔滲法進行製造，有研究認為，滲銅的本意是想靠燃氣的高溫使銅熔融蒸發，起發汗冷卻作用，事實上，銅的滲入不僅具有發汗功能，還極大地改善了鎢的機加工性能，由於鎢銅合金具有具微觀組織均勻、耐高溫、強度高、耐電弧燒蝕、密度大；導電、導熱性能適中，所以仍有大部分的軍用導彈、火箭發動機喉襯使用鎢銅。

隨著航太軍工要求的不斷提高，新工藝也不斷湧現，有混合法、梯度熔滲法、納米複合粉燒結法等，許多新工藝降低了鎢銅製造的難度，提高了合金的性能和穩定性，使之能能夠生產形狀複雜的鎢銅模塊，更適用於航太航空及核能等高科技領域。

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