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上海硅酸盐所研制的多项关键材料成功应用于“嫦娥六号”

来源：中国科学院上海硅酸盐研究所2024/5/14 14:13:3645

导读

研制的大尺寸二氧化碲晶体以其优异的声光特性，应用于嫦娥六号月球车的红外成像光谱仪中，是实现大视场、高空间和光谱分辨率的关键材料。

　　北京时间2024年5月3日17时27分，嫦娥六号探测器由长征五号遥八运载火箭在中国文昌航天发射场发射，之后准确进入地月转移轨道，发射任务取得圆满成功。在此次航天任务中，中国科学院上海硅酸盐研究所承担了长征五号遥八运载火箭发动机密封动环耐磨涂层以及嫦娥六号月球车红外成像光谱仪二氧化碲晶体、压电激振元件、无机热控涂层、难熔合金高温抗氧化涂层、高温隔热屏、发动机包覆材料、低温多层隔热组件、柔性薄膜热控涂层、耐烧蚀天线透波窗等关键材料的研制。

　　研制的大尺寸二氧化碲晶体以其优异的声光特性，应用于嫦娥六号月球车的红外成像光谱仪中，是实现大视场、高空间和光谱分辨率的关键材料。超声电机是给“嫦娥家族”的月球车红外成像光谱仪按下快门的关键“帮手”，压电陶瓷作为超声电机的核心材料，其性能好坏很大程度上决定了压电驱动器的性能。继嫦娥三号、四号和五号后，上海硅酸盐所研制的宽温域高稳定压电激振元件成功应用于嫦娥六号超声电机中，满足了更高精度和更严格的环境要求。研制团队大力弘扬科学家精神，奋力进取、攻坚克难，党组织发挥战斗堡垒作用，党员发挥先锋模范作用，党员群众协力攻坚，青年骨干敢于担当，保障了关键材料按期完成。

　　研制的全景相机机构钛合金、镁合金微弧氧化热控涂层，着陆器、发动机防护筒、着陆器月夜温度采集器、激光点阵器、对接机构用阳极氧化热控涂层等10余种无机热控涂层温控性能优异、耐空间环境辐照性强，保证上述机构中的部件、电机正常的工作温度水平，为着陆器的安全着陆、机械臂的正常运转、返回器成功返回发挥重要的作用。

　　研制的具有连续梯度变化和自愈合功能的高温抗氧化涂层用于10N姿态控制发动机推力器，确保发动机推力室在高温氧化环境中不发生氧化烧蚀，保障嫦娥六号的精确变轨、着陆和返回。

　　针对热流高、温度高、发动机与着陆器本体之间防护空间小以及热控分系统有效载荷分配重量有限等研制难点，研制了低密度、低热导、耐高温多层隔热组件，解决着陆器7500N变推力发动机以及轨道器、上升器3000N发动机的高温热防护技术难题。

　　研制的耐烧蚀天线透波窗具有优异的力学性能、低热导率、低热膨胀、耐热冲击性能和化学稳定性等特点，在返回器再入大气时起到防热耐烧蚀的关键作用，保障嫦娥六号返回器在返回过程中严酷的气动加热环境下天线的正常通讯。

　　嫦娥六号受月球表面的昼夜温度变化影响，温度最低时可达零下200℃，最高可超过100℃。而探头等单机运行温度一般为-40~+50℃左右，一旦超出正常的温度范围可能会造成单机的功能失效，甚至造成单机的损坏。上海硅酸盐所研制的静电F46薄膜镀银二次表面镜、导电型F46薄膜镀银二次表面镜(穿孔)为嫦娥六号正常工作提供了温控保障。全流程国产化的航天器用双向拉伸聚酰亚胺作为绝缘材料广泛应用于嫦娥六号航天器各系统中。

　　针对热流高、温度高、发动机与着陆器本体之间防护空间小以及热控分系统有效载荷分配重量有限等研制难点，研制的低热导率、柔性、轻质发动机包覆材料，应用于返回器5N、20N姿控发动机，实现局限空间内对发动机燃烧室的热隔绝，避免发动机高温热辐射对返回器内部结构及电子元器件产生破坏性影响，保障嫦娥六号返回器的安全返回。

　　为确保嫦娥六号的发射进度，上海硅酸盐所特种无机涂层研究中心青年党员，凝心聚力、团结协作，知重负重、攻坚克难，大年初三赶赴文昌发射中心开展发动机包扎材料实施与状态确认工作，以“国家人”的担当，舍小家，担大“家”，充分发挥党员冲锋陷阵的模范带头作用，全力保障嫦娥六号任务按时保质完成。

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