空间环境对材料科学研究有何作用？

几千年来，人类生产和科学实践材料一直在地球重力场中进行。众所周知，大多数材料都会经历从液态到固态的凝固过程，如钢铁冶金。在重力场中，重力引起的浮力对流、沉降和静水压力将不可避免地影响所制备材料的内部结构。例如，一些材料在凝固过程中会被分离成两种不混溶的液体，如水和油(不混溶合金的液相分离)，而另一些材料会形成一种液-固混合物，如水和砂(如复合材料)。

在宇宙的真空环境中，当两种相似的金属直接接触时，它们会自动融合在一起，就像被焊接在一起一样。

比重不同的组分在凝固过程中不可避免地会导致这种材料的熔体分层或偏析，这使得难以形成具有均匀组分的材料。此外，重力场还会掩盖表面张力等次级效应，阻碍人们对材料制备、材料加工、材料内部结构和性能之间关系的准确理解和理解，不利于相关基础理论的建立和无缺陷高性能材料的获取。由于没有办法摆脱重力场对地面的影响，这已成为困扰科学家们很长时间的棘手问题。当载人航天将人类文明推向太空时，一种新的科学认知的金钥匙出现了。飞船中的微重力环境让科学家们能够揭开深层的科学奥秘。

在太空时代，科学家们努力通过微重力环境下的材料科学研究来检验现有的科学认知，以弥补以往认知的缺陷，从而提高材料研究的水平。因此，随着空间技术的发展，当代材料科学研究的另一个前沿领域——空间材料科学应运而生。