中国钢企助力“飞天梦”:揭开“超级幕后英雄”,但这个金属年产量仅2吨

材料天团 2021-10-23

飞天梦火箭发动机航空航天

2232 字丨阅读本文需 7 分钟

北京时间2021年10月16日0时23分,搭载神舟十三号载人飞船的长征二号F遥十三运载火箭,在酒泉卫星发射中心发射成功。一直以来,我国一批优秀的钢铁生产企业致力于生产航天用材料,为中国“飞天梦”提供不竭动力!

1、首钢

日前,首钢集团收到一封含金量超高的感谢信。信中,中国航天科技集团兰州空间技术物理研究所对首钢集团和首钢气体公司表示感谢,称赞“首钢气体公司良好的行业口碑和过硬的产品质量,成为兰州空间技术物理研究所国产超纯氙气长期首选”。多年来,首钢气体公司与兰州空间技术物理研究所电推进技术科研开发相伴同行,特别是在国产超纯氙气的相关工作方面给予极大的支持。

2、河钢

多年来,河钢集团助力载人航天、探月工程、卫星发射事业,河钢研发生产的“航天氙”,作为卫星调姿推进剂,填补国内空白,打破海外40年垄断,助推我国“实践十三号卫星”成功飞天。

3、宝钢

2016年10月17日,搭载神舟十一号载人飞船的长征二号F遥十一运载火箭发射成功,搭载飞船的运载火箭为改进型长征二号F运载火箭,其火箭发动机涡轮转子、尾喷管等部件的高温合金、特殊不锈钢关键材料由宝钢制造。自上世纪六十年代以来,宝钢特钢为我国航天器研发试制了特殊不锈钢、轴承钢、高温合金等30余种关键材料,已成为中国长征系列火箭国内定点配套材料,其中星箭解锁包带在2003年被命名为“神舟、神箭用中国第一世界名牌”称号。

4、建龙哈轴

哈轴在国家重大航空航天项目一直坚守,配套生产了众多高技术含量、高可靠性的轴承产品。2003年,哈轴为神舟五号飞船提供9种配套轴承,公司派代表参加首次载人航天飞行圆满成功庆祝大会。2005年,哈轴为神舟六号载人飞船提供配套轴承。2007年,哈轴为我国第一颗月球探测卫星嫦娥一号提供配套轴承。

5、太钢

太钢不断研发航天新材料,打造航空航天精品钢材,太钢不锈钢冷、热轧产品和电磁纯铁等应用于“嫦娥探月工程”月球探测器、“神舟”系列飞船、“长征”系列运载火箭、“天宫一号”目标飞行器等。

6、大冶特钢

2018年~2019年,我国以长征五号、北斗三号为代表的一系列航天重大工程和武器装备的科研生产任务圆满完成,大冶特钢等航天型号物资供应商大力协同研发生产的各种类型的钢铁材料为航天型号科研生产任务的顺利实施提供了有力的保障。

7、湖南华菱线缆

湖南华菱线缆股份有限公司为“长征”系列火箭提供了上百次高温点火电缆,从“神舟一号”到“神舟十一号”,发射用点火电缆都出自华菱。

8、攀长特

长期以来,攀钢集团江油长城特殊钢有限公司(简称攀长特)与中国航天科技集团保持着良好的合作关系。该公司研制生产的10余种宇航材料,广泛应用于“长征”系列火箭发动机、“神舟”系列飞船及空间站等项目建设,从神舟一号到神舟十一号,神舟系列飞船每一次升空,都有攀长特产品为其助力。

9、东北特钢

东北特钢为“天舟一号”及其运载火箭“长征七号”提供了多种高端特殊钢产品。

有喜也有忧。全球约80%的铼被用于航空航天领域,缺了它,火箭发动机的性能要大打折扣。因此,铼素有“火箭发动机的壮骨粉”之称。如此重要的稀有矿藏,自然引来世界各大强国竞相抢夺。但是,铼被发现近一个世纪,但对我们大多数人来说,它还是十分陌生。那么,铼究竟是什么?为何在世界各国眼中占据如此重要的地位?我们国家在铼资源上进展如何?今天,就让我们为您揭开铼的神秘面纱。

原“铼”如此

早在1872年,门捷列夫根据元素周期律预言,在自然界中存在一种尚未发现的,原子量为190的“类锰”元素。因此,众多科学家从和锰性质相似元素的矿——锰矿、铂矿以及铌铁矿入手,苦苦找寻半个世纪,却毫无收获。直到1925年,德国化学家诺达克才通过X光谱在铌锰铁矿中发现了它的踪迹。这位浪漫的化学家为了纪念自己祖国的母亲河——莱茵河(The Rhine),将这种新元素命名为“铼”(Rhenium),化学元素符号Re。

铼在地壳中的含量约为十亿分之一,是一种珍贵的稀有元素。这种金属熔点为3180℃,是仅次于钨(3308 ℃)的第二难熔金属,而且它不单独成矿形,通常与其他金属伴生,是自然界最后一种被发现的拥有稳定同位素的金属元素。

除高熔点外,铼还有强度高、塑性好等特点。因此,在高温、急速冷却或急速升温并同时有剧烈机械冲击和振动等极端恶劣的条件下,它也能够长时间工作,抵御变形和开裂。此外,特殊的电子构型使铼及其化合物都具有优异的催化活性。铼的这些特性使得它很快进入了科学家们的视野,并在工程界得到了大量运用。

美国作为最大的铼金属消费国,控制着全球销售市场,一直处于垄断地位。比如世界上最大的铼资源生产商——美国钼金属公司,它早就在智利、墨西哥、哈萨克斯坦等铼资源丰富的国家进行布局,这些国家的大部分铼产量都被该司以长期合同的形式垄断性占有。并且,受制于欧美出口限令,中国的铼供应量一直低于欧美国家。

除此之外,欧美的两次工业革命为他们积累了大量的发动机经验,早在110多年前,美国就开始研究发动机了,而我国发动机技术的研究要比西方晚了50年,加上建国初期西方的孤立政策,导致我国的发动机研究几乎是从零开始的,所以真正满打满算我国发动机的研究只有30多年。所以,也就不难理解,为何火箭发动机为何一直是我国的航天事业的一块短板。

但是,“望而却步、临阵退缩”从来就不存在于中国航天人的字典里,“迎难而上、勇于创新”才是流淌在航天人血液里的主旋律。在夜以继日的科研攻关下,我国航天科研团队已经在铼单晶涡轮泵体制造技术上取得突破性进展,明确了单晶缺陷形成机制,并将研究成果在铼合金涡轮泵的制造上进行了生产验证。更为喜人的是,我国的地质科考团队相继在陕西、河南、吉林等地发现了辉钼矿藏,减轻了我国对进口铼资源的依赖,极大地缓解了中国航天“巧妇难为无米之炊”的尴尬窘境。

伴随着中国科技工业的崛起,中国的火箭、导弹还将使用上含铼耐热涂层,载人飞船、空间站也会相继用上铼制高温部件。此外,在海空军事领域,未来的无人机和高超速飞行器上也会出现铼的身影。相信在中国航天人的不懈努力下,中国航天必将摆脱“心脏病”的困扰,展翅腾飞,未来可期。

文章来源: 背包旅行客,·铸造云

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