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中國建材總院新材料護航“天宮二號”
類別:行業資訊|行業動態  日期:2016-9-22  來源:  點擊率:20724  打印 關閉

    長征二號F-T2運載火箭成功將“天宮二號”送上太空,“天宮二號”空間實驗室是中國第一個真正意義上的空間實驗室,需要長期在外太空停留,所以對材料的要求極為苛刻。中國建筑材料科學研究總院(簡稱中國建材總院)繼服務“天宮一號”后,研發改進的新材料再次成功應用在“天宮二號”,翱翔太空。

  耐輻照石英玻璃應用于姿控系統

  “天宮二號”的穩定運行、空間交會對接離不開姿態控制系統。耐輻照石英玻璃是航天器姿態控制系統的核心元件,它具有優異的耐宇宙射線輻照、濾紫外線、熱穩定及光學性能,確保自控系統在惡劣環境中長期穩定運行,保證“天宮二號”在茫茫宇宙中不會迷失方向。中國建材總院是國內唯一掌握耐輻照石英玻璃制備技術的單位。

  隨著我國航天科技的飛速發展,各類新的發射任務對耐輻照石英玻璃的性能指標提出了更高要求,例如在軌運行時間要求由8年提高到了15年,對玻璃內部微氣泡、雜點等缺陷也提出了近乎苛刻的要求,顧真安院士、石英院院長王玉芬親自帶隊,組建了以青年骨干為主的研制團隊,建立了新的耐輻照石英玻璃生產線。依靠石英院在石英玻璃領域的技術積累,通過系統研究各關鍵工序,形成了新一代水晶粉料處理技術、摻雜料配制技術、摻雜石英玻璃熔制技術及耐輻照石英玻璃熱處理技術,并提高了工藝自動化水平,并2015年牽頭修訂了《耐輻照石英玻璃規范》國家軍用標準,以保障各類航天發射任務的順利實施。二十余年來,中國建材總院已為我國發射的通信、資源、科研等各類衛星及其它各類航天器提供了多批次耐輻照石英玻璃。

  空間用高強度抗輻照玻璃蓋片成功應用于太陽能電池能源系統

  “天宮二號”的太陽能電池帆板是空間運行的動力源泉,其性能直接影響到衛星、空間站的運行壽命和可靠性。中國建材總院研制的空間用高強度抗輻照玻璃蓋片則是該太陽能電池能源系統的“防彈衣”。

  隨著高性能太陽能電池以及大型航天器的發展,大尺寸、高強度、高可靠性成為空間用玻璃蓋片的發展趨勢。而我國在相關技術、產品方面尚屬空白,太陽能電池帆板在裝配、大過載發射、空間收攏打開過程中極易發生電池破損,宇宙高能射線、粒子的轟擊在運行過程中也會對電池造成較大損傷,極大地影響到太陽能電池帆板的性能和壽命。

  針對上述情況,中國建材總院于2002年開始了高強度抗輻照玻璃蓋片的研制攻關,先后突破了低膨脹抗輻照玻璃組成、氣氛控制熔制、超薄蓋片復合增強等關鍵技術,研制出新型高強度抗輻照玻璃蓋片,在抗輻照、透過率、機械強度等方面達到國際先進水平,蓋片破損率由已有蓋片的近50%降低到20%以下,填補了國內空白。成功應用于我國首次載人航天 “神州5號”飛船等多個空間工程型號應用需求,中國建材總院又相繼開發出柔性蓋片、低二次電子發射蓋片等新型空間用抗輻照玻璃,從材料角度推動了我國空間技術和裝備水平的發展,取得了良好的社會效益和經濟效益。

  碳纖維復合材料制品成功應用于推進系統

  “天宮二號”的推進劑由哈爾濱玻璃鋼研究院(簡稱哈玻院)承載。哈玻院此次承擔了碳纖維復合材料主承力錐臺、熱紅外成像儀碳纖維底板和碳纖維遮光罩三個項目,以及成像系統。碳纖維復合材料主承力錐臺包含截錐、十字梁、蜂窩板三個組件。由于碳纖維復合材料有著重量 輕、可設計、強度高的特點,負責承載推進系統上的四個推進劑儲箱。熱紅外成像儀碳纖維底板和碳纖維遮光罩成功支撐成像系統。

  在航空航天和國家重大工程的無機非金屬材料和先進復合材料方面,中國建材總院多年來積極承擔各項配套任務的重要研發、生產和供應,獲得了國家有關部門的高度肯定。



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