318艰难的材料研究

张冲志先研究的是圆球外侧的金属，将金属片先放在X射线机下，进行进X射线谱探查分析，这是利用了物质本身对x射线吸收特征的物理量。

物质的原子序数大，对x射线的吸收能力强，原子序数小则吸收弱；

同时对一定的吸收体，X射线的波长越短，穿透能力越强，物体的吸收系数越低。

再利用衍射线的相互平涉，利用消光性，使用如布拉格定律的埃瓦尔德球图解法，就可以将物质内的结构和物质组成分析出来。

又利用透射电镜，用磁场电子波电子聚集成像的电磁透镜，对物质进行形貌分析和电子衍射分析。

采用的高分辨率透射电子显微镜，将金属材料原子级别显微组织结构的相位衬度显示出来，形成原子串成像。

最后再采用扫描电镜，以类似电视摄影显像的方式，利用细聚焦电子束在样品表面扫射，会激发出来各种物理信号，将这些信号调制成像放大显示出来。

通过这三步，张冲志确定了这种材料主要是钛铝合金，这里面还有钨、铼、碳、铬、钼、铌等稀土类元素，共有二十二种金属元素。

这种材料有几大特点。

一是原子排列非常合理，原子键之间作用力得到加强。

二是它的吸热能力只有散热能力的二分之一，可以将吸收的热量快速向全球传导并散发出去。

三是原子间除了原子键还有许多共价键起作用，不仅增加了抗热性，还增加了强度。

四是在受热时或强烈撞击时，在表面形成一层稳定的保护膜，这种膜具有量子排斥性，可以稳定地反射和隔绝热量。

这种材料的抗热性竟能达到摄氏5300度的高温而保持性能稳定，强度是普通钢的作六十四倍。

但是在5700℃时会迅速熔化，并且气化20%，因为在5700℃条件下，这22种元素都会气化。

这就有点危险性，因为这会产生一定爆炸。

张冲志估计它的抗高温、高强度能力主要来自于那层保护膜，这是他在进行了多次研究，借于黑星的超强放大观测才发现的，这层膜只有几微米厚，很容易忽略。