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          一塊航天玻璃的“極限突破”

          來源: 時間:2023-07-08 08:22:45

          厚度只有0.03毫米,相當于人類頭發絲的三分之一;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度高透光抗輻照玻璃蓋片,實現了我國航天特種玻璃領域的又一項重大技術突破。


          (資料圖片)

          航天玻璃是航天器不可或缺的“護身鎧甲”。從只能依賴進口到牢牢把技術握在自己手里,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,不斷實現極限突破,為我國航天事業發展貢獻力量。

          在位于秦皇島市經濟技術開發區的星箭公司熔制車間內,調和好的硅原料放進熔窯,經過30個小時的熔制,變成了一塊塊晶瑩剔透的玻璃。再經過磨砂、拋光、切片、質檢等工序,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的OSR(二次表面鏡)玻璃基片需要以每片300多元的高價從國外進口,不但價格貴,質量還難以保證。

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

          實現國產化并非易事。盧勇介紹,航天玻璃首先要解決抗輻照的問題,保護航天器不受太空多種有害輻照侵害。在此前提下,還要實現減重,節約發射成本的同時為航天器攜帶更多的實驗儀器設備提供空間。這就給研發帶來了很大難度。

          “抗輻照和減薄本身是矛盾的,減薄就會引起抗輻照玻璃能力不足、產品易碎?!北R勇說,為了在十幾項“互相打架”的技術指標上尋求突破,科研人員進行了成百上千次的試驗,經過一次又一次的熔化、檢測,最終研發成功并于2010年實現國產化,在質量穩定的前提下,價格降至國外的十分之一。

          “從公司成立到現在,我們沒有引進過國外的設備,也沒有購買過國外的技術?!北R勇說,只有把技術握在自己手里,才不會受制于人,中國的航天器才能披上中國自己的“護身鎧甲”。

          如今的星箭公司,擁有11項發明專利,2項實用新型專利,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,部分產品接近或達到國際先進水平。

          “中國空間站上總共使用了星箭特種玻璃40余萬片,比以往的常規產品減重20%左右。其中,夢天實驗艙能源系統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,相當于人的頭發絲,可以有效減少對太陽光的反射,濾去有害紫外線,同時提高太陽電池對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品厚度從0.1毫米降低到了0.03毫米,相當于在頭發絲上再“抽絲”,突破了極限。作為技術儲備,可實現航天玻璃產品再減重70%以上。

          盧勇說,為了這一個小數點的跨越,研發人員通過計算空間環境下的極限值來不斷調整玻璃配方比例,每次配方實驗都在一千五六百度高溫的熔化爐旁進行,反復熔化、配比。從配方調制到玻璃熔化再到無瑕疵合成,40多道工序環環相扣,每一個技術參數的提升都是追求極致的過程。

          星箭公司已經成為中國航天科技集團在同行業中唯一合格供應商,從“神舟”系列載人飛船、“嫦娥探月工程”系列衛星,到“天宮”系列太空實驗室、“天問一號”火星探測器,中國航天項目一個又一個“里程碑”的背后,都離不開這家公司生產的特種玻璃。

          “星箭公司在創新路上不會停步。今后,除了繼續加大研發力度做好航天特種玻璃外,我們還要進一步向特種光學玻璃深加工領域延伸,航空、航天、深海探測都是我們未來的主攻方向?,F在我們已經開始了光學鍍膜領域的研發,力爭開發出更多填補國內空白的特種玻璃材料,為國家航天事業作出我們應有的貢獻?!北R勇說。(記者汪子旭郭雅茹)

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