中国人等了几十年的一块玻璃,航天器的“护身铠甲”,助力航天大工程

玻个波 2023-07-05
1543 字丨阅读本文需 4 分钟

7月5日,厚度只有0.03毫米,相当于人类头发丝的三分之一;不仅能弯曲成筒不断裂,而且能承受几百摄氏度的瞬间温差交变……从侧面看过去,我们的肉眼无法察觉它的存在。这种玻璃不但超薄,还能弯曲成筒不断裂,柔韧度和坚韧度都超一流!这是我国最新研制成功的高强度高透光抗辐照玻璃盖片,实现了我国航天特种玻璃领域的又一项重大技术突破。

薄过蝉翼,却坚如铠甲,还耐得住上千摄氏度高温,这不是孙悟空的法宝,而是“河北制造”的航天神器——星箭公司最新研发的0.01毫米极限超薄光学玻璃。

1、“小”玻璃片助力航天“大”工程

到目前为止,公司为我国航天事业贡献的特种玻璃产品数量大约接近1000万片,觉得自豪的地方就是没有出现过一次质量问题,并且在这个过程当中解决了一次又一次航天特种玻璃的技术难题。秦皇岛星箭特种玻璃有限公司成立于2000年10月,是一家专业从事军民两用特种光学材料及零部件研发和生产的高新技术民营企业。主营产品航天用特种抗辐照玻璃系列产品石英摆片已应用于航空、航天以及武器装备等领域。其中航天用特种抗辐照玻璃系列产品广泛应用于航天器的能源系统、温控系统和照明系统。

特种抗辐照高强度玻璃盖片,每一项技术的特性都是相互抵触的。比方说航天器上用的,第一首先要解决抗辐照的能力,并且在它抗辐照能力的前提下减重,那减重和辐照本身相对,那么在研发过程中,就给我们带来了很大影响,所以对于这一项产品研发,我们要通过无数次配方的调制和无数次的高温下进行反复论证和实验。另外制作过程中,外形制作也比较特殊,每一个型号的要求和设计都不同。

经过技术改进,公司又研发出航天用轻量化柔性抗辐照玻璃盖片,该产品通过优化抗辐照玻璃配方有效解决因减薄引起的抗辐照玻璃能力不足、产品易碎等难题,同时由于轻量化柔性抗辐照玻璃基片的重量只有原有产品的一半重,可为每颗星减重几十公斤,可节约大量发射成本,或者可为卫星携带更多的实验仪器设备。超薄玻璃成功应用上是0.075毫米,什么概念呢?咱们的头发丝应该是0.09毫米,比头发丝还要薄0.015毫米不到。

目前在空间站上使用了40多万片。星箭玻璃到目前,已经拥有8项发明专利,两项实用新型专利。目前星箭公司已承担6项国家级项目、10项省级项目,所有关键及核心技术均是自主知识产权,处于国内领先,国际先进水平,其中多项产品及技术打破国外垄断,填补了国内空白,被评为国家级专精特新"小巨人"企业。

2、航天器的“护身铠甲”

从公司成立到现在,我们没有引进过国外的设备,也没有购买过国外的技术。只有把技术握在自己手里,才不会受制于人,中国的航天器才能披上中国自己的“护身铠甲”。

如今的星箭公司,拥有11项发明专利,2项实用新型专利,小小的玻璃片在他们手中变得越来越薄、韧性越来越高、抗辐照性能越来越好,部分产品接近或达到国际先进水平。

中国空间站上总共使用了星箭特种玻璃40余万片,比以往的常规产品减重20%左右。其中,梦天实验舱能源系统中采用的太阳电池帆板轻量化柔性抗辐照玻璃盖片,厚度仅有0.1毫米左右,相当于人的头发丝,可以有效减少对太阳光的反射,滤去有害紫外线,同时提高太阳电池对空间带电粒子辐射损伤的耐受能力,减少太阳电池性能的衰降。

而星箭此次最新研制的产品厚度从0.1毫米降低到了0.03毫米,相当于在头发丝上再“抽丝”,突破了极限。作为技术储备,可实现航天玻璃产品再减重70%以上。

为了这一个小数点的跨越,研发人员通过计算空间环境下的极限值来不断调整玻璃配方比例,每次配方实验都在一千五六百度高温的熔化炉旁进行,反复熔化、配比。从配方调制到玻璃熔化再到无瑕疵合成,40多道工序环环相扣,每一个技术参数的提升都是追求极致的过程。

星箭公司已经成为中国航天科技集团在同行业中唯一合格供应商,从“神舟”系列载人飞船、“嫦娥探月工程”系列卫星,到“天宫”系列太空实验室、“天问一号”火星探测器,中国航天项目一个又一个“里程碑”的背后,都离不开这家公司生产的特种玻璃。

每片航天护甲“瘦身”一点点,航天器就能减重几斤,把更多装备带入太空。科技让一片玻璃有了N种可能!

文章来源: 河北新闻广播,长城网,新华社

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