新型鋁基碳化硅復(fù)合材料為火星車保駕護(hù)航 實現(xiàn)“健步走”
2021年05月24日 14:9 5078次瀏覽 來源： 科技日報 分類： 鋁資訊
仰望星空，人類對未知的探索從未停息。隨著“天問一號”火星探測器的成功發(fā)射，其攜帶的火星車抵達(dá)火星后將在火星上“漫步”，進(jìn)行實地觀察取樣等科考工作。作為火星“身強(qiáng)力壯”的保障和穩(wěn)定可靠的基礎(chǔ)，中國科學(xué)院金屬研究所研發(fā)的多種不同碳化硅含量與基體鋁合金種類的鋁基碳化硅復(fù)合材料，在保障火星車成功抵達(dá)并能夠“健步走”扮演了重要角色。
據(jù)悉，作為我國使用鋁基復(fù)合材料占比大的航天器，中科院金屬研究所提供的鋁基復(fù)合材料，加工出幾百件不同類型的部件用于“天問一號”火星車。
由于長距離飛行與順利入軌并著陸的要求，火星車的材料首先要求是‘輕’，其重量控制甚至以克為單位;其次要求它‘強(qiáng)’，以滿足承載和耐磨的需求;同時還要‘韌’，能滿足火星車在未知的火星表面‘服役’面臨的沖擊、碰撞等復(fù)雜工況而不破壞。但傳統(tǒng)的金屬材料很難兼顧到火星車的這些需求。
2015年，中科院金屬研究所接到火星車材料的研制任務(wù)。隨后，他們設(shè)計出一系列新型高強(qiáng)、高塑、高穩(wěn)定性的鋁基碳化硅復(fù)合材料，并成功突破大尺寸坯料制備與成形加工技術(shù)難題，使得所研發(fā)的高強(qiáng)韌新型鋁基碳化硅復(fù)合材料具備了應(yīng)用可行性，從而為火星探測器順利研制提供了有力的保障。
“與傳統(tǒng)鋁基碳化硅復(fù)合材料相比，新型復(fù)合材料塑性提升了一倍以上，而且具有高強(qiáng)度、高度各向同性、的耐磨性和尺寸穩(wěn)定性。”中科院金屬研究所馬宗義研究員介紹，為了滿足火星車不同部件要求，研發(fā)人員突破了大尺寸坯錠制備、塑性成形加工等技術(shù)瓶頸，做出了不同規(guī)格的復(fù)合材料樣件。
針對火星車不同部件的要求，中科院金屬研究所開發(fā)出多種不同碳化硅含量與基體鋁合金種類的鋁基碳化硅復(fù)合材料，這些材料被用在火星車承載結(jié)構(gòu)、機(jī)械運(yùn)動機(jī)構(gòu)、探測器結(jié)構(gòu)等幾十種零部件中。
經(jīng)過嚴(yán)苛的地面考核試驗，各項數(shù)據(jù)表明，中科院金屬所研制的新型鋁基碳化硅能夠滿足火星復(fù)雜地貌導(dǎo)致的沖擊、磨損等工況，相關(guān)技術(shù)方案獲得火星車設(shè)計總體單位的高度認(rèn)可。
責(zé)任編輯：李開顏
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