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一塊航天玻璃的“極限突破”

作者:記者 汪子旭 郭雅茹 2023-07-05 13:15 來源:經(jīng)濟(jì)參考報(bào) 次閱讀
 
一塊航天玻璃的“極限突破”

厚度只有0.03毫米,相當(dāng)于人類頭發(fā)絲的三分之一;不僅能彎曲成筒不斷裂,而且能承受幾百攝氏度的瞬間溫差交變……這是我國最新研制成功的高強(qiáng)度高透光抗輻照玻璃蓋片,實(shí)現(xiàn)了我國航天特種玻璃領(lǐng)域的又一項(xiàng)重大技術(shù)突破。

  航天玻璃是航天器不可或缺的“護(hù)身鎧甲”。從只能依賴進(jìn)口到牢牢把技術(shù)握在自己手里,厚度從0.1毫米降到0.03毫米,航天玻璃制造工藝突破國外壟斷,不斷實(shí)現(xiàn)極限突破,為我國航天事業(yè)發(fā)展貢獻(xiàn)力量。

  在位于秦皇島市經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)的星箭公司熔制車間內(nèi),調(diào)和好的硅原料放進(jìn)熔窯,經(jīng)過30個(gè)小時(shí)的熔制,變成了一塊塊晶瑩剔透的玻璃。再經(jīng)過磨砂、拋光、切片、質(zhì)檢等工序,一塊塊特種玻璃基片將正式下線。

  在2003年以前,我國用于航天器溫控系統(tǒng)的OSR(二次表面鏡)玻璃基片需要以每片300多元的高價(jià)從國外進(jìn)口,不但價(jià)格貴,質(zhì)量還難以保證。

  “為了打破國際壟斷,星箭公司下定決心拿出自己的產(chǎn)品,研發(fā)人員從配方、制造工藝等方面不斷試驗(yàn),每年將7%至10%左右的銷售收入投入研發(fā)?!毙羌径麻L盧勇告訴記者。

  實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化并非易事。盧勇介紹,航天玻璃首先要解決抗輻照的問題,保護(hù)航天器不受太空多種有害輻照侵害。在此前提下,還要實(shí)現(xiàn)減重,節(jié)約發(fā)射成本的同時(shí)為航天器攜帶更多的實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備提供空間。這就給研發(fā)帶來了很大難度。

  “抗輻照和減薄本身是矛盾的,減薄就會(huì)引起抗輻照玻璃能力不足、產(chǎn)品易碎?!北R勇說,為了在十幾項(xiàng)“互相打架”的技術(shù)指標(biāo)上尋求突破,科研人員進(jìn)行了成百上千次的試驗(yàn),經(jīng)過一次又一次的熔化、檢測(cè),最終研發(fā)成功并于2010年實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化,在質(zhì)量穩(wěn)定的前提下,價(jià)格降至國外的十分之一。

  “從公司成立到現(xiàn)在,我們沒有引進(jìn)過國外的設(shè)備,也沒有購買過國外的技術(shù)?!北R勇說,只有把技術(shù)握在自己手里,才不會(huì)受制于人,中國的航天器才能披上中國自己的“護(hù)身鎧甲”。

  如今的星箭公司,擁有11項(xiàng)發(fā)明專利,2項(xiàng)實(shí)用新型專利,小小的玻璃片在他們手中變得越來越薄、韌性越來越高、抗輻照性能越來越好,部分產(chǎn)品接近或達(dá)到國際先進(jìn)水平。

  “中國空間站上總共使用了星箭特種玻璃40余萬片,比以往的常規(guī)產(chǎn)品減重20%左右。其中,夢(mèng)天實(shí)驗(yàn)艙能源系統(tǒng)中采用的太陽電池帆板輕量化柔性抗輻照玻璃蓋片,厚度僅有0.1毫米左右,相當(dāng)于人的頭發(fā)絲,可以有效減少對(duì)太陽光的反射,濾去有害紫外線,同時(shí)提高太陽電池對(duì)空間帶電粒子輻射損傷的耐受能力,減少太陽電池性能的衰降?!北R勇說。

  而星箭此次最新研制的產(chǎn)品厚度從0.1毫米降低到了0.03毫米,相當(dāng)于在頭發(fā)絲上再“抽絲”,突破了極限。作為技術(shù)儲(chǔ)備,可實(shí)現(xiàn)航天玻璃產(chǎn)品再減重70%以上。

  盧勇說,為了這一個(gè)小數(shù)點(diǎn)的跨越,研發(fā)人員通過計(jì)算空間環(huán)境下的極限值來不斷調(diào)整玻璃配方比例,每次配方實(shí)驗(yàn)都在一千五六百度高溫的熔化爐旁進(jìn)行,反復(fù)熔化、配比。從配方調(diào)制到玻璃熔化再到無瑕疵合成,40多道工序環(huán)環(huán)相扣,每一個(gè)技術(shù)參數(shù)的提升都是追求極致的過程。

  星箭公司已經(jīng)成為中國航天科技集團(tuán)在同行業(yè)中唯一合格供應(yīng)商,從“神舟”系列載人飛船、“嫦娥探月工程”系列衛(wèi)星,到“天宮”系列太空實(shí)驗(yàn)室、“天問一號(hào)”火星探測(cè)器,中國航天項(xiàng)目一個(gè)又一個(gè)“里程碑”的背后,都離不開這家公司生產(chǎn)的特種玻璃。

  “星箭公司在創(chuàng)新路上不會(huì)停步。今后,除了繼續(xù)加大研發(fā)力度做好航天特種玻璃外,我們還要進(jìn)一步向特種光學(xué)玻璃深加工領(lǐng)域延伸,航空、航天、深海探測(cè)都是我們未來的主攻方向?,F(xiàn)在我們已經(jīng)開始了光學(xué)鍍膜領(lǐng)域的研發(fā),力爭開發(fā)出更多填補(bǔ)國內(nèi)空白的特種玻璃材料,為國家航天事業(yè)作出我們應(yīng)有的貢獻(xiàn)?!北R勇說。


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