为什么要进行空间材料科学研究
空间材料科学系研究空间环境条件下材料加工、生产、工艺过程的物理规律，从而获得性能全新的材料。从材料生成机理看，空间材料可分为晶体生长和金属、复合材料制备两类按材料的性能用途分，它又可分为包括半导体、超导、磁性和光纤等在内的功能性材料，包括合金、金属、泡沫多孔和复合材料等在内的结构材料，以及陶瓷、玻璃材料等几类。
在航天器上利用空间微重力条件进行材料科学研究和实验，已取得了很大进展。在空间失重环境中，对流、沉积、浮力、静压力等现象都消失了，另外一些物理现象却显现出来。例如，液体的表面张力使液体在不和其他物体接触时，紧紧抱成一团，在空中悬浮；液体和其他物体接触时，液体在物体表面能无限制地自由延展。太空毛细现象加剧了液体的浸润性，气体泡沫能均匀地分布在液体中，不同密度的液体可均匀混合。通过大量的研究实验，不仅清楚地认识了这些在微重力环境下产生的物理现象以及产生这些物理现象的机理，而且也进一步了解了地球重力环境限制材料加工的各种因素。利用这些在微重力环境下特殊的空间物理现象和过程，人类已试验了空间焊接、铸造、无容器悬浮冶炼等工艺，冶炼出高熔点金属，制造出了具有特殊性能的各种合金、半导体晶体、复合材料和光学玻璃等新材料。
40年来，已在各种航天器上进行了许多次空间材料实验，从而对空间晶体生长和空间材料加工过程中的特殊现象及其规律有了较深入的了解，并取得许多新的成果。
美国早在阿波罗号飞船上就开展过微重力条件下的材料科学实验。在1973年发射升空的“天空实验室”空间站上，航天员进行了28项微重力研究实验；1975年在阿波罗号—联盟号联合飞行中又开展了13项微重力实验。自1981年航天飞机飞行以来，美国航天员利用空间微重力环境开展了晶体生长、特殊材料的工艺研究和生产，特别是把空间微重力实验室送人轨道进行材料加工，生产砷化镓晶体等材料。苏联于1969年在联盟号飞船上首次进行了金属焊接和切割试验，研究了微重力下的熔融金属性状，在礼炮号空间站上进行了微重力材料加工，拉出了重1.5千克的均匀单晶硅，制备了碲镉汞半导体材料、陶瓷和光学材料，还生产出球状伍德合金和铝镁、钼镓、铝钨、铜铟和锑铟等多种合金材料。在礼炮号空间站上共使用各类微重力实验设备175种，带回3500多千克的实验样品。在和平号空间站上专门有一个叫晶体号的工艺舱，航天员利用其上的专用设备制取了纯度极高的半导体材料，生产了直径为5厘米的砷化镓晶体。总之，利用空间微重力条件，人类已在难混合金、复合材料、功能材料的制造实验和空间加工工艺方面，取得了很大发展。
中国利用自行研制、发射的返回式卫星，多次搭载空间晶体炉，进行空间材料加工实验，研究了砷化镓单晶、碲镉汞晶体的生长，超导材料的烧结，铝基碳化硅复合材料的制备，钯镍磷、锑化铟、锑化镓、铝铌合金的生长。
中国利用返回式卫星进行微重力条件下空间材料加工实验，主要包括单晶生长、超导材料和合金凝固等多项。例如，在地面混合并与石英管浸润的镉铟样品，经空间熔化后分离成两个成分分别为镉和铟的球体，并且与石英管都不浸润。通过空间进行铝锂、锌铅、铝铅、铝铌、铝锌铋等难混合金和偏晶合金凝固实验，发现空间的块状锌铅样品中实现了弥散相分布。在空间粉末液相烧结中也能够得到定向生长的晶体结构。所有这些实验成果表明，中国空间材料科学研究迈上了一个新的台阶。
铝合金
【概述】
以
铝
为基的合金总称。主要合金元素有铜、硅、镁、锌、锰，次要合金元素有镍、铁、钛、铬、锂等。
铝合金密度低，但强度比较高，接近或超过优质钢，塑性好，可加工成各种型材，具有优良的导电性、导热性和抗蚀性，工业上广泛使用，使用量仅次于钢。
铝合金分两大类：铸造铝合金，在铸态下使用；变形铝合金，能承受压力加工，力学性能高于铸态。可加工成各种形态、规格的铝合金材。主要用于制造航空器材、日常生活用品、建筑用门窗等。
铝合金按加工方法可以分为变形铝合金和铸造铝合金。变形铝合金又分为不可热处理强化型铝合金和可热处理强化型铝合金。不可热处理强化型不能通过热处理来提高机械性能，只能通过冷加工变形来实现强化，它主要包括高纯铝、工业高纯铝、工业纯铝以及防锈铝等。可热处理强化型铝合金可以通过淬火和时效等热处理手段来提高机械性能，它可分为硬铝、锻铝、超硬铝和特殊铝合金等。
一些铝合金可以采用热处理获得良好的机械性能，物理性能和抗腐蚀性能。
铸造铝合金按化学成分可分为铝硅合金，铝铜合金，铝镁合金，铝锌合金和铝稀土合金，其中铝硅合金又有简单铝硅合金（不能热处理强化，力学性能较低，铸造性能好），特殊铝硅合金（可热处理强化，力学性能较高，铸造性能良好），
2008年北京奥运会火炬“祥云”的材质就是铝合金。
【】
铝合金内部加固就可以承受重量了
第一个办法是测重量。同样尺寸的铝门最轻，钛门稍重，钢门最重。可以用铝钢混合做出和钛合金一样重的门。很容易判断门里有没有钢。拿块磁铁来看它能不能吸到门上。钛合金没有磁性，不会吸磁铁。
第二个方法是看颜色。找一个不起眼的小角，用砂纸磨掉表面一层氧化膜或漆使下面的金属完全暴露出来。仔细观察金属的颜色。拿一个空可乐易拉罐(铝制的)，把表面的漆磨掉，拿来和门作比较。铝合金是浅灰色，钛合金是深灰色，而且看起来比铝更有光泽。
（1）比硬度，一块是铝一块是钛合金，只要二块材料相互划画。划伤的一块是铝。因为钛比铝硬度高。
（2）比耐酸，铝遇酸马上起化学反应，钛耐酸性很好。
（3）比耐碱，铝遇碱也就起化学反应，钛耐碱性很好。
（3）比强度，用手钳、剪刀破坏铝很生力，钛很费力。
（4）比颜色，在一张白纸上划几下铝马上留下黑色划痕，钛看不见划痕。
扩展资料：
合金元素根据它们对相变温度的影响可分为三类：
①稳定α相、提高相转变温度的元素为α稳定元素,有铝、碳、氧和氮等。其中铝是钛合金主要合金元素，它对提高合金的常温和高温强度、降低比重、增加弹性模量有明显效果。
②稳定β相、降低相变温度的元素为β稳定元素，又可分同晶型和共析型二种。前者有钼、铌、钒等；后者有铬、锰、铜、铁、硅等。
③对相变温度影响不大的元素为中性元素，有锆、锡等。
氧、氮、碳和氢是钛合金的主要杂质。氧和氮在α相中有较大的溶解度,对钛合金有显著强化效果,但却使塑性下降。通常规定钛中氧和氮的含量分别在0.15～0.2%和0.04～0.05%以下。
氢在α相中溶解度很小,钛合金中溶解过多的氢会产生氢化物，使合金变脆。通常钛合金中氢含量控制在 0.015%以下。氢在钛中的溶解是可逆的，可以用真空退火除去。
参考资料来源：百度百科-钛合金
硅
镁
铁
铜
锰
锌
铬
钛等!
钛合金的主要成分:有钛，铝，锡，钒，钼，铌等!
不锈钢是由铁、铬、镍,碳及众多不同元素所组成的合金!
铝合金是轻质,不锈,可塑性很强的金属材料!多用于工业和民用!
钛合金类似于铝合金!但性能远优于铝合金!特别是其强度!多用于军工和特殊工业及民用!
不锈钢是掺入其它元素使其不锈蚀的合成钢材!硬度低于碳钢!延展性好!是用途广泛的金属材料!
