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【科技日报】新型铝基碳化硅复合材料为“祝融”漫步火星护航

2020-05-26 科技日报(bao) 郝晓明
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语(yu)音(yin)播(bo)报

  继5月(yue)15日(ri)天问一号任务着(zhe)陆(lu)巡视(shi)器成功软着(zhe)陆(lu)于(yu)火星乌托邦平原(yuan)南部预选着(zhe)陆(lu)区后,国(guo)家航(hang)天局对(dui)外宣布,祝融号火星车(che)已于(yu)5月(yue)22日(ri)安(an)全(quan)驶离着(zhe)陆(lu)平台,到达火星表(biao)面,开(kai)始巡视(shi)探测。作为火星车(che)“身强(qiang)力壮”的保障和稳定可靠的基础,中国(guo)科学(xue)院(yuan)金(jin)属研究(jiu)所研发的多种不同碳(tan)化(hua)硅含(han)量与基体铝合金(jin)种类的铝基碳(tan)化(hua)硅复(fu)合材料,在保障火星车(che)实(shi)现“健步(bu)走”方面发挥了重要作用。

  据悉,作为我国使用(yong)铝(lv)基复合(he)(he)材料占比(bi)最(zui)大(da)的航天(tian)(tian)器,中国科学院金属研究所(suo)提供(gong)的铝(lv)基复合(he)(he)材料,加(jia)工出几百件(jian)不同类型的部(bu)件(jian)用(yong)于天(tian)(tian)问一号(hao)火星车。

  由(you)于长(zhang)距离飞行与顺利(li)入(ru)轨并(bing)着陆的要(yao)求(qiu)(qiu)(qiu),火(huo)星(xing)车(che)的材料(liao)首(shou)先要(yao)求(qiu)(qiu)(qiu)是“轻”,其(qi)重量控制甚至以克为(wei)单(dan)位;其(qi)次要(yao)求(qiu)(qiu)(qiu)“强”,要(yao)满足承载和(he)耐磨的需求(qiu)(qiu)(qiu);同时还要(yao)“韧”,要(yao)能(neng)保证火(huo)星(xing)车(che)在火(huo)星(xing)表(biao)面(mian)“服役”时,面(mian)对冲(chong)击、碰撞等复杂工况而不被破(po)坏。但传统的金属材料(liao)很难(nan)兼顾(gu)到火(huo)星(xing)车(che)的这(zhei)些(xie)需求(qiu)(qiu)(qiu)。

  2015年,中(zhong)国(guo)科学院金属(shu)研究所接到火星车(che)材(cai)料(liao)的研制任务。随后,他(ta)们设计出(chu)一(yi)系列新(xin)型高强、高塑、高稳定性的铝(lv)基碳化硅(gui)复合(he)材(cai)料(liao),并成功突破(po)大(da)尺寸坯(pi)料(liao)制备与成形加工技术难(nan)题(ti),使得所研发的高强韧新(xin)型铝(lv)基碳化硅(gui)复合(he)材(cai)料(liao)具备了应用可(ke)行性,从而为火星探测器(qi)顺利研制提供了有力保障(zhang)。

  “与传统铝基碳化硅复合(he)材(cai)料(liao)相(xiang)比(bi),新(xin)型复合(he)材(cai)料(liao)塑(su)性提升(sheng)了(le)一倍以上,而且具(ju)有高(gao)强度(du)、高(gao)度(du)各(ge)向(xiang)同(tong)性、优异的耐磨性和尺(chi)寸(cun)稳(wen)定(ding)性。”中国科(ke)学院金属研究所研究员(yuan)马宗义(yi)介绍,为了(le)满足火星车不(bu)同(tong)部件要求,研发(fa)人(ren)员(yuan)突(tu)破(po)了(le)各(ge)种技术瓶颈,做出了(le)不(bu)同(tong)规格的复合(he)材(cai)料(liao)样件。

  针(zhen)对(dui)火星车不同(tong)部件的要求,中国科学(xue)院金属研(yan)究(jiu)所开发(fa)出多种不同(tong)碳(tan)(tan)化硅(gui)含量与基(ji)体铝(lv)合金种类(lei)的铝(lv)基(ji)碳(tan)(tan)化硅(gui)复合材料,这些(xie)材料被用在火星车承载结构、机械运(yun)动机构、探(tan)测器结构等几十种零部件中。

  经过严苛的地面考核试验,各项(xiang)数据(ju)表明(ming),中国科(ke)学院金(jin)属(shu)所研制(zhi)的新型铝(lv)基碳(tan)化硅完全能够(gou)满足(zu)火星复杂地貌导(dao)致的冲击、磨损等工(gong)况,相关技术方案获(huo)得(de)火星车(che)设计总(zong)体单位的高度认(ren)可(ke)。

  (原载于《科(ke)技日(ri)报》 2020-05-26 07版)

打印 责任(ren)编辑(ji):阎芳

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