老美垄断90%铼资源封锁中国，中国如何将废料变神器？
参考来源：《航空材料学报》《中国科技奖励》根据真实社会事件改编，部分细节经过文学化处理。
2024年老美曾被视作王牌的F-35战机，却因发动机过热问题屡屡陷入停飞窘境。
而与此同时，中国的歼-20战机却在极端环境条件下依旧展翅翱翔、游刃有余。
这背后隐藏的关键，竟源自一种被尘封了200年的“废料”金属。
当美国凭借自身掌握着全球90%的稀有金属铼，在航空材料领域形成垄断之势时，中国科学家却独具慧眼，将目光投向了储量丰富的铌金属。
谁能料到这种看似平平无奇的金属，竟成为了中国打破技术封锁、实现弯道超车的秘密武器？
从被西方断供逼入绝境，到历经22年潜心钻研、逆袭超越。
在这场没有硝烟却异常激烈的材料战争中，中国科研团队究竟是如何将“废料”化腐朽为神奇，实现华丽转身的呢？
01
2003年，北京某科研基地的会议室里，气氛压抑得让人喘不过气。
项目负责人老张面色凝重，看着眼前的一众科研人员，缓缓开口：
“通用电气那边来消息了，因为技术出口管制，他们不会再给我们提供高温合金材料了。
咱们的新一代战斗机发动机项目，这下可麻烦了。”
科研人员小李猛地站起来，满脸焦急：“张工，这怎么行啊！没有高温合金，咱们的发动机根本造不出来，这项目还怎么推进？”
老张无奈地叹了口气：“我也知道难，可这就是现实。高温合金是航空发动机制造的关键材料，没有它，咱们的发动机在耐温能力上就远远比不上人家，更别说制空权保障了。”
小王皱着眉头，气愤地说：“美国也太霸道了，说断供就断供，这不是故意卡咱们脖子吗？”
老张拍了拍小王的肩膀：“没办法，人家在技术上领先，又有资源优势。从20世纪90年代起他们就在全球收购铼矿资源，到现在实际控制了全球90%的铼资源。
铼比黄金稀有70倍，但在镍基合金中添加1%铼，就能让合金耐温能力大幅提升，这可是改变航空领域竞争规则的东西。”
小李咬着嘴唇，不甘心地说：“难道咱们就只能任人摆布吗？”
老张眼神坚定地看着大家：“当然不能！咱们得想办法突围。不过，这过程肯定不会轻松。”
与此同时在美国的通用电气总部，高层们正在会议室里得意地讨论着。
“中国这次肯定没辙了，没有我们的高温合金，他们的航空发动机项目就得停滞。”一位高管笑着说。
另一位高管附和道：“没错，我们控制着90%的铼资源，他们想绕过我们，根本不可能。”
“而且，我们公布的铼合金技术，他们就算想学，也得看我们的脸色。我们可以用苛刻的条件限制他们，让他们永远追不上我们。”
而在欧洲的空客总部，高层们也在为铼资源的问题发愁。
“美国现在对铼资源控制得这么严，我们的航空发动机项目也受到了很大影响。”一位高管皱着眉头说。
“是啊，我们虽然也有一些铼资源，但远远不够。而且美国还时不时地给我们使绊子，限制我们的采购。”另一位高管无奈地说。
在俄罗斯的苏霍伊设计局，情况也不容乐观。
“美国对铼资源的垄断，让我们的航空发动机研发也陷入了困境。”一位设计师叹了口气。
“我们一直在努力寻找替代方案，但效果都不太理想。”另一位设计师无奈地摇摇头。
回到中国的科研基地，老张带着团队开始四处寻找解决办法。他们查阅了大量的资料，咨询了国内外的专家，但都没有找到合适的替代方案。
一天晚上，老张独自坐在办公室里，看着窗外的夜景，心里充满了焦虑。他想起了项目组这么多人的努力，想起了国家对航空事业的期望，可现在却因为铼资源的问题陷入了绝境。
“难道真的没有办法了吗？”老张喃喃自语道。
这时办公室的门被轻轻推开，小李走了进来。
“张工，您还没休息啊。”小李轻声说。
老张回过神来，看着小李：“睡不着啊，这项目的事让我放心不下。”
小李走到老张身边，坚定地说：“张工，咱们不能放弃。我相信只要我们坚持下去，一定能找到解决办法的。”
老张看着小李，眼中闪过一丝欣慰：“你说得对，我们不能放弃。可现在的情况，真的很难啊。”
小李想了想说：“张工，要不我们换个思路，不盯着铼资源了，看看有没有其他金属可以替代。”
老张眼睛一亮：“你这个想法有点意思。不过，要找到能替代铼的金属，可不是一件容易的事。”
小李说：“我知道很难，但总比坐以待毙强。我们可以先做一些基础研究，看看哪些金属有可能具备铼的特性。”
老张点了点头：“好，就按你说的办。明天我们就组织团队，开始这方面的研究。”
02
2004年，北京科研基地的项目评审会上，气氛紧张而热烈。
老张站在讲台上，深吸一口气，说道：“今天我想提出一个大胆的设想，用铌金属替代铼金属。”
话音刚落，台下立刻炸开了锅。
“张工，这怎么行？铌金属和铼金属的性质完全不同，怎么可能替代？”一位科研人员站起来质疑道。
另一位科研人员也附和道：“是啊，铼合金的技术已经很成熟了，我们为什么要冒险去尝试铌金属？”
老张看着大家，坚定地说：“我知道这个想法很冒险，但我们没有别的选择了。
美国控制着90%的铼资源，还对我们进行技术封锁。如果我们不另辟蹊径，我们的航空发动机项目就永远无法取得突破。”
一位老专家皱着眉头说：“张工，你说的道理我们都懂，但铌金属的特性太复杂了，熔点高、化学活性强，和其他金属融合也很难。而且全世界都没有高铌合金的理论基础，我们这是要从零开始啊。”
老张沉默了片刻，然后缓缓说道：
“我知道这很难，但我们不能因为难就退缩。钱学森先生说过，系统工程就是要敢于打破常规，重新制定游戏规则。
我们现在就是要尝试重新制定航空材料领域的游戏规则。”
台下的人听了老张的话，都陷入了沉思。
过了一会儿小李站起来说：“张工，我觉得您的想法有道理。风险很大但值得一试。我们总不能一直被美国牵着鼻子走。”
小王也点头说：“对，我支持张工。我们科研人员就是要敢于挑战未知，说不定真的能成功呢。”
经过一番激烈的讨论，最终项目组决定启动铌金属替代铼金属的研究项目。
项目启动后老张带领着团队日夜奋战。他们查阅了大量的资料，进行了无数次的实验，但进展却十分缓慢。
第一次实验的时候，大家都满怀期待。实验室里科研人员们紧张地盯着仪器，等待着实验结果。
然而当实验结果出来的时候，所有人都失望了。
铌合金的脆性太大，根本无法满足航空发动机叶片的制造要求。
“怎么会这样？”小李看着实验数据，满脸沮丧。
老张拍了拍小李的肩膀：“别灰心，第一次实验失败很正常。我们要从失败中吸取教训，找出问题所在。”
接下来的几个月里，团队又进行了多次实验，但每次都是以失败告终。材料脆性、强度不够、抗氧化性能差、高温变形等问题一个接一个地出现。
外界的质疑声也越来越大。
“听说他们的项目又失败了，这不是浪费时间和金钱吗？”
“用铌金属替代铼金属，简直就是异想天开。”
项目组内部也开始出现了分歧。
“张工，我觉得这个项目可能真的行不通，我们还是放弃吧，另寻他路。”一位科研人员找到老张，无奈地说。
老张看着他，坚定地说：“不行，我们不能放弃。我们已经投入了这么多的人力、物力和财力，现在放弃，之前的努力就都白费了。而且我相信只要我们坚持下去，一定能找到解决办法。”
03
2008年，汶川地震的灾难给全国人民带来了巨大的伤痛，也给项目组带来了前所未有的困难。
国家财政压力增大，项目资金一度差点中断。
一天老张接到财务部门的电话：“张工，现在资金很紧张，项目资金可能没办法按时拨付了。”
老张心里一紧：“这可怎么办？项目正处于关键时期，没有资金，研究工作就无法进行。”
他立刻召集团队成员开会，把这个消息告诉了大家。
“张工，这可怎么办啊？我们的实验还等着用钱呢。”小李焦急地说。
老张皱着眉头，思考了片刻后说：“大家先别着急，我会想办法的。我们先把一些不必要的开支节省下来，尽量维持项目的运转。”
就在这时部分人员收到了其他单位的邀请。
小王找到老张，犹豫地说：“张工，我收到了一家企业的邀请，他们给的待遇很不错。我……我有点动摇了。”
老张看着小王，语重心长地说：“小王，我理解你的想法。现在项目确实遇到了困难，待遇也不如外面。
但你要知道我们做这个项目，不仅仅是为了个人利益，更是为了国家的航空事业。如果我们现在放弃了，那我们的航空发动机就永远无法摆脱美国的封锁。”
小王听了老张的话，陷入了沉思。过了一会儿，他坚定地说：“张工，我明白了。我决定留下来，和大家一起坚持下去。”
然而还是有一些人选择了离开。项目组的人员减少，研究进度也受到了影响。
但老张和剩下的团队成员并没有放弃，他们更加努力地工作，试图克服资金短缺和人员减少的困难。
在研究过程中他们面临着三大难关。
首先是熔炼难关。铌的超高熔点远超普通设备的承受极限，普通的熔炼设备根本无法满足要求。
“张工，这铌的熔点太高了，我们的设备根本达不到啊。”一位科研人员无奈地说。
老张皱着眉头，思考着解决办法：“我们得想办法改进设备，或者寻找新的熔炼工艺。”
他们尝试了多种设备，但都以失败告终。就在大家一筹莫展的时候，老张想到了“电子束-电弧双联工艺”。
“这个工艺可能可行，复杂程度远超普通炼钢工艺，但为了突破熔炼难关，我们只能试一试。”老张说。
团队成员们经过反复的调试和实验，终于成功掌握了“电子束-电弧双联工艺”，解决了铌金属的熔炼问题。
接下来是成型难关。铌合金在高温下的变形抗力大，传统的热锻工艺无法使其成型，而且在挤压过程中材料容易开裂，废品率极高。
“张工，这铌合金太难成型了，我们试了很多方法都不行。”小李苦恼地说。
老张看着实验数据，陷入了沉思。经过一段时间的研究和尝试，他们发现微量添加铪元素可以显著改善材料的韧性。
“添加0.1%的铪，说不定能让室温韧性提升300%。”老张兴奋地说。
团队成员们按照老张的建议进行了实验，果然铌合金的成型问题得到了很大的改善。
最后是抗氧化难关。
纯铌在600℃时就开始剧烈氧化，这严重影响了铌合金在航空发动机中的应用。
“张工，这铌的抗氧化性能太差了，我们得想办法解决这个问题。”小王焦急地说。
老张带领团队开始了漫长的抗氧化涂层研发之路。他们尝试了多种材料，但都有各自的优缺点。
“这种涂层抗氧化性能好，但附着力不够；那种涂层附着力强，但抗氧化性能又不够。”一位科研人员无奈地说。
时间一天天过去，抗氧化涂层的研发始终没有取得突破。团队成员们都感到十分沮丧。
04
2018年，一个偶然的机会，项目组得知天宫空间站可以进行材料科学实验。
老张兴奋地说：“这是一个绝佳的机会，我们可以把铌合金样品送上太空进行实验，说不定能有所突破。”
团队成员们听了老张的话，都充满了期待。他们立刻开始准备实验样品和相关资料。
经过一番紧张的筹备，铌合金样品终于被送上了天宫空间站。
在接下来的日子里项目组成员们每天都焦急地等待着实验数据的传来。
10月的一个深夜，老张的手机突然响了起来。
他接起电话，电话那头传来激动的声音：“张工，第一批实验数据传回来了，铌合金的耐温能力达到了2410℃！”
老张简直不敢相信自己的耳朵：“真的吗？你确定吗？”
“确定，张工，数据非常准确。”
老张放下电话，兴奋得跳了起来。他立刻把这个消息告诉了团队成员。
“太好了，我们成功了！”团队成员们欢呼起来。
当项目组的全体成员齐聚在数据分析室内，目光紧紧锁定在屏幕上跳动的数据时，现场瞬间陷入一片凝重，众人不约而同地倒吸了一口凉气。
那些清晰呈现的性能参数，彻底击碎了他们18年来深信不疑的认知框架……
更令人瞠目结舌、震撼不已的发现还在后头。当宇航员在太空中拍摄的样品照片成功传回地面控制中心时，整个项目组瞬间沸腾.......
照片上铌合金样品在极端环境下依然保持着良好的状态。
项目组成员们看着照片，眼中闪烁着激动的泪花。
“这18年的努力没有白费，我们终于找到了突破的方向。”老张感慨地说。
05
根据空间站传回的实验数据，项目组立刻对高铌合金的成分和工艺进行了进一步的优化。
老张召集团队成员开会，说：“现在我们已经有了初步的突破，但还不能满足航空发动机的全部要求。我们要根据这些数据，对高铌合金进行更精细的调整。”
团队成员们纷纷点头，开始投入到紧张的优化工作中。
他们进行了无数次的微调实验，每一次实验都小心翼翼，生怕出现一点差错。
经过几个月的努力，他们终于成功制备出了性能稳定的高铌合金。
“张工，我们成功了！高铌合金的各项性能指标都达到了预期。”小李兴奋地跑进老张的办公室。
老张激动地站起来：“太好了，我们赶紧进行全面的测试。”
在模拟航空发动机极端环境的测试中，高铌合金表现出了优异的性能。推重比、燃油效率和使用寿命等关键指标都达到了国际先进水平，甚至在某些方面领先全球。
“张工，这高铌合金完全可以满足航空发动机叶片的制造要求。”小王兴奋地说。
老张脸上露出了欣慰的笑容：“好，接下来我们就可以基于高铌合金，研发新一代航空发动机了。”
在研发新一代航空发动机的过程中，团队又遇到了很多难题。发动机设计、制造工艺等方面都需要进行大量的创新和改进。
“张工，这个发动机的核心部件制造难度太大了，我们尝试了很多方法都不行。”一位工程师苦恼地说。
老张看着设计图纸，思考了片刻后说：“我们可以从材料特性和加工工艺两方面入手，重新优化设计方案。”
团队成员们按照老张的建议，进行了反复的尝试和改进。经过无数个日夜的努力，新一代航空发动机终于成功点火试车。
“成功了！成功了！”实验室里响起了热烈的欢呼声。
新一代航空发动机的各项性能指标大幅超越上一代发动机，中国在航空发动机领域取得了重大突破。
06
中国高铌合金航空发动机的成功研制，在国际航空界引起了轩然大波。
美国的高层们得知这个消息后十分震惊。
“这怎么可能？他们怎么可能突破我们的封锁？”一位美国高层愤怒地说。
另一位高层皱着眉头说：“我们得想办法打压他们，不能让他们威胁到我们的地位。”
于是美国开始通过各种手段抹黑和打压中国。他们在国际媒体上散布谣言，说中国的高铌合金技术存在安全隐患，还试图联合其他国家对中国进行技术封锁。
然而中国凭借高铌合金技术的自主知识产权和强大的生产能力，成功打破了美国对铼资源的垄断封锁。
中国开始向国际市场出口高铌合金及相关航空发动机技术。
在一次国际航空展上中国的展位前围满了人。
“你们的高铌合金技术太厉害了，我们想和你们合作。”一位欧洲空客的高层对老张说。
老张微笑着说：“我们非常欢迎合作，共同推动航空技术的发展。”
俄罗斯苏霍伊设计局和日本三菱重工等航空巨头也纷纷寻求与中国合作，共同开展航空技术研发和项目合作。
曾经受制于美国的欧洲空客、俄罗斯苏霍伊、日本三菱重工等航空巨头，现在都对中国的技术赞不绝口。
“中国在航空材料领域的突破，让我们看到了新的希望。”一位俄罗斯设计师说。
07
随着高铌合金技术的成熟和应用，中国航空工业实现了全面升级。
从战斗机到民用客机，从航空发动机到航空零部件，中国航空产业在技术水平和生产能力上都取得了质的飞跃。
在国内的航空制造企业里工人们忙碌而有序地工作着。
“现在我们的航空产品越来越好了，在国际市场上也越来越有竞争力了。”一位工人自豪地说。
另一位工人点头说：“是啊，这都是科研人员们努力的结果。我们也要好好干，为国家的航空事业贡献自己的力量。”
中国航空企业开始积极拓展国际市场，参与国际航空项目的竞争。
在一次国际航空项目招标中，中国企业的方案脱颖而出。
“你们的技术方案非常优秀，我们决定选择和你们合作。”招标方负责人对中国代表说。
中国代表激动地说：“非常感谢你们的信任，我们一定会全力以赴，把这个项目做好。”
中国制造的航空产品以其高性能、高可靠性和高性价比，赢得了国际客户的广泛认可和好评。
在高铌合金研发过程中，中国培养了一大批优秀的航空材料科研人才和工程技术人才。
在一次科研成果交流会上，一位年轻的科研人员对老张说：“张工，感谢您当年的坚持和带领，让我有机会参与到这么重要的项目中。我现在也希望能像您一样，为国家的航空事业贡献自己的力量。”
老张欣慰地说：“很好，你们是国家的未来，希望你们能继续努力，不断创新。”
中国建立了完善的航空科研创新体系，加大对航空材料、航空发动机等关键领域的研发投入。
科研团队里年轻的科研人员们充满激情地讨论着新的研究方向。
“我觉得我们可以尝试在高铌合金中添加一些新的元素，看看能不能进一步提升性能。”一位年轻科研人员说。
另一位科研人员点头说：“这个想法不错，我们可以先做一些基础研究。”
中国航空工业继续坚持自主创新，不断探索新的材料和技术，向着更高性能、更环保、更智能的方向发展。
在国际航空领域，中国发挥着越来越重要的作用，成为世界航空工业的引领者。
在一次国际航空论坛上，老张作为中国航空工业的代表发言：
“我们曾经被美国封锁，但我们没有放弃。通过18年的努力，我们成功突破了技术瓶颈。
未来，我们将继续努力，为全球航空事业的发展做出更大的贡献。”
台下响起了热烈的掌声，中国航空工业的崛起，让世界为之瞩目。