上海硅酸盐所揭秘：嫦娥六号新材料大揭秘
上海硅酸盐所揭秘：嫦娥六号新材料大揭秘
2024年5月3日，嫦娥六号探测器在文昌航天发射中心成功发射，开启了人类首次月球背面采样返回任务。在这次具有里程碑意义的航天任务中，中国科学院上海硅酸盐研究所研发的多项新材料发挥了关键作用，为嫦娥六号的成功提供了坚实的技术保障。
关键材料揭秘
二氧化碲晶体：实现高精度光谱分析
上海硅酸盐研究所研制的大尺寸二氧化碲晶体是嫦娥六号红外成像光谱仪的核心材料。这种晶体具有优异的声光特性，能够实现大视场、高空间和光谱分辨率，是获取月球表面矿物成分信息的关键。与传统机械转动方式相比，二氧化碲晶体在通电情况下即可实现分光作用，更适合月球昼夜温差极大的工作环境。
压电激振元件：精准控制光谱仪工作
超声电机是红外成像光谱仪的关键驱动部件，而压电陶瓷作为超声电机的核心材料，其性能直接影响光谱仪的工作效果。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。这种元件能够精确控制红外成像光谱仪镜面的方向和角度，确保光谱仪能够覆盖更广的范围，获取更多的矿物质成分信息。
无机热控涂层：保障设备正常运转
月球表面的昼夜温差可达300多摄氏度，这对航天器的热控系统提出了极高的要求。上海硅酸盐所为嫦娥六号研制了10余种无机热控涂层，包括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。这些涂层具有优异的温控性能和耐空间环境辐照性，能够确保各类仪器设备在极端温度条件下正常工作。
高温抗氧化涂层：保护发动机推力器
嫦娥六号的7500N变推力发动机是关键的刹车装置，工作时温度可达1400多摄氏度。为了保护发动机推力器，上海硅酸盐所研制了具有连续梯度变化和自愈合功能的高温抗氧化涂层。这种涂层在高温氧化环境下能生成一层连续致密的玻璃态氧化硅，有效隔绝进一步氧化，并能自动弥补涂层氧化过程中产生的裂纹和孔洞，类似于人体血小板的“止血自愈”功能。
应对极端环境的技术创新
嫦娥六号所面临的月球环境极为恶劣，不仅有极端的温度变化，还有复杂的辐射环境。上海硅酸盐研究所针对这些挑战，进行了多项技术创新：
低密度、低热导、耐高温多层隔热组件：解决了着陆器变推力发动机以及轨道器、上升器发动机的高温热防护技术难题，同时满足了重量轻、体积小的要求。
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，保障了天线的正常通讯。
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）：为嫦娥六号提供了温控保障，确保各类单机在-200℃至100℃的温度范围内正常工作。
科研团队的攻关精神
为了确保嫦娥六号任务的按时保质完成，上海硅酸盐研究所的科研人员付出了巨大努力。特别是在2024年春节期间，特种无机涂层研究中心的青年党员们舍小家为大家，大年初三就赶赴文昌发射中心，开展发动机包扎材料实施与状态确认工作。他们以“国家人”的担当，全力保障了嫦娥六号任务的顺利实施。
嫦娥六号的成功不仅是中国航天事业的重要里程碑，更是中国新材料技术发展的重要见证。上海硅酸盐研究所研发的这些新材料，不仅为嫦娥六号任务的成功提供了关键支撑，也为未来深空探测任务积累了宝贵经验。这些创新成果展示了中国在航天新材料领域的技术实力，为人类探索宇宙贡献了中国智慧。