PDF《探索发现》

12 种关键构件.在 复杂的空天使役条件下, 星载光学 仪器的任务要求其必须具有很高 的分辨率和稳定的光学性能, 这就 要求对结构与器件进行优化设计 时, 所用材料必须具有足够的尺寸 稳定性和良好的刚性等优异的综 合性能.而传统材料难以满足这方 面的性能要求. 据介绍,研究人员研制的 SiC 颗粒增强铝基复合材料具备轻质、 高刚性、 高尺寸稳定的特点, 可满足 载荷结构轻量化、 不变形、 尺寸稳定 的需求,解决了星载仪器高分辨率 和高稳定性的难题, 为 嫦娥四号 的运行和完成各项科学探测任务提 供重要支撑. 为 玉兔二号 打造 超级风火轮 月球车在人类从未探知的月球 背面开展巡视工作,要面临恶劣复 杂的空间环境和复杂未知的地形地 貌的考验. 如 昼夜 超过 300℃的温 差导致构件产生热应力及热变形, 月球车在行走时要承受各种碰撞、 挤压、 摩擦、 磨损等.登陆月球背面 的过程会非常曲折,任何细小的失 误都会引发一连串的问题,严重的 甚至能导致登月失败.用于主要与 月球表面接触的行走机构棘爪是月 球车开展月球移动探测的关键和难 题之一. 科学家研制的由 SiC 颗粒增强铝基复合材料制成的行走棘爪, 成功应用于 玉兔二号 月球车. SiC 颗粒增强铝基复合材料具有重 量轻、 高刚度、 高耐磨、 耐冲击、 尺 寸稳定等特点, 能够承受月球表面 各种苛刻复杂的服役工况条件, 为 玉兔二号 月球车在月球背面行 走保驾护航. 长期致力于中国航天工程 除上述成果外,长期以来, 张 荻教授、 欧阳求保教授所带领的研 究团队对铝基复合材料开展了系 统和深入的基础和应用基础研究, 使上海交通大学材料科学与工程 学院复合材料研究所、 金属基复合 材料国家重点实验室成为我国轻 质高强铝基复合材料主要研发和 制造基地. 针对制约我国航天用非连续增 强金属基复合材料制备科学中复合 调控难、 界面匹配难、 形变加工难三 个难点, 研究人员经过辛勤努力, 研 制成功的 SiC 增强铝基复合材料性 能达到国际领先水平,已获得国家 发明专利

20 余项.并建立了国内首 个航天用铝基复合材料技术标准, 以及国家标准,形成了高性能铝基 复合材料的批量、多品种研制和生 产能力, 并成功推广应用, 为我国高 科技发展和维护国家安全做出了重 要贡献. 据悉, 在支撑此次 嫦娥四号 探测器登陆月球背面任务之前, SiC 颗粒增强铝基复合材料已先后多次 在探月工程、载人航天工程等航天 重大工程中成功应用,并不断扩大 应用数量和范围. 在 嫦娥三号 探测器、 玉兔 号 月球车成功登陆月球后, 科技部 曾这样评价该团队:作为我国探月 二期工程的主任务, 嫦娥三号 探 测器是我国航天器首次在地球以外 天体实现软着陆和巡视探测活动, 是探月工程 绕、 落、 回 三步走中承 前启后的关键一步.金属基复合材 料国家重点实验室 (上海交通大学) 为我国探月工程研制了多种高性能 铝基复合材料及构件,并成功应用 于 玉兔号 月球车的移动分系统和 嫦娥三号 光学系统, 为国家航天 科技发展做出贡献.

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