超高温合金在当今和未来的航空、航天、化工、核能等领域有着广泛的应用，如熔点超过2000K的铌合金是航空航天飞行器超高温热端部件的关键材料，难熔锆合金是核能和化工领域的重要材料。这些材料的主要特点是能够承受高温极端环境的考验，但也正是其耐高温的特征，对其研究一直面临极大的挑战，如，液态是大多数的超高温合金制备必须经历的物质状态，而如何研究液态超高温合金的性质一直是材料物理与化学领域的难题。

太空环境因天然的微重力物理特征可使液态合金处于无容器状态，即液态合金摆脱了地面坩埚容器的束缚而漂浮在空中，为科学家探索液态超高温合金的性质、流动、凝固等科学问题提供了新的途径，尤其是研究液态合金在热力学深过冷亚稳态条件下的行为特征。但是，这一研究受空间资源的限制而难以开展。

西北工业大学魏炳波教授创建的空间材料科学技术团队，在三十年持续开展金属材料空间环境地面模拟的基础上，将研制的难熔铌合金和锆合金通过天舟货运飞船“快递”至中国空间站，在中国空间站成功开展了液相线温度高达2189K的铌合金等超高温材料的熔化、过热、过冷、凝固和液态性质测定等一系列具有高挑战度的创新研究。

文中报道了在中国空间站将铌合金加热到高达2338K的超高温液体状态，特别是，将液态超高温铌合金通过热辐射冷却达到了437K的深过冷亚稳态。研究发现，在微重力作用下液态铌合金和锆合金呈现出高球形度，即极为接近正球形，这是在地面实验室无法达到的，进一步，在此基础上，作者获取了亚稳液态超高温合金的密度、热辐比等基础且关键的物理性质。

在微重力条件下，处于亚稳态的超高温合金发生了快速凝固，实现了小过冷表面多点形核到深过冷条件下悬浮液态合金从一端形核引发液固界面快速迁移至液滴另一端的转变，既得到了表面凝固花样由固溶体(Nb)和金属间化合物Nb₃Si的耦合生长组织，又得到了固溶体(Nb)为初生相周围为(Nb)/Nb₃Si共晶相的微观组织。

该项研究对于人们进一步认识太空环境中超高温合金的亚稳液态性质与凝固规律具有重要的帮助，获得的物理性质、表面流动、凝固组织对于指导地面研制难熔铌合金和锆合金具有重要的作用，为高温化学、空间材料物理与化学等领域研究提供了知识储备。