繼5月15日天問一號(hào)任務(wù)著陸巡視器成功軟著陸于火星烏托邦平原南部預(yù)選著陸區(qū)后，國家航天局對(duì)外宣布，祝融號(hào)火星車已于5月22日安全駛離著陸平臺(tái)，到達(dá)火星表面，開始巡視探測(cè)。作為火星車“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，在保障火星車實(shí)現(xiàn)“健步走”方面發(fā)揮了重要作用。
據(jù)悉，作為我國使用鋁基復(fù)合材料占比最大的航天器，中國科學(xué)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(hào)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“強(qiáng)”，要滿足承載和耐磨的需求;同時(shí)還要“韌”，要能保證火星車在火星表面“服役”時(shí)，面對(duì)沖擊、碰撞等復(fù)雜工況而不被破壞。但傳統(tǒng)的金屬材料很難兼顧到火星車的這些需求。
2015年，中國科學(xué)院金屬研究所接到火星車材料的研制任務(wù)。隨后，他們?cè)O(shè)計(jì)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(cè)器順利研制提供了有力保障。
“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、優(yōu)異的耐磨性和尺寸穩(wěn)定性。”中國科學(xué)院金屬研究所研究員馬宗義介紹，為了滿足火星車不同部件要求，研發(fā)人員突破了各種技術(shù)瓶頸，做出了不同規(guī)格的復(fù)合材料樣件。
針對(duì)火星車不同部件的要求，中國科學(xué)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(dòng)機(jī)構(gòu)、探測(cè)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(yàn)，各項(xiàng)數(shù)據(jù)表明，中國科學(xué)院金屬所研制的新型鋁基碳化硅完全能夠滿足火星復(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(jì)總體單位的高度認(rèn)可。(記者 郝曉明)
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