中国粉体网讯 近日,中国建筑材料联合会•中国硅酸盐学会在北京召开了2021年度“中国建筑材料联合会•中国硅酸盐学会建筑材料科学技术奖”颁奖仪式,授奖项目64项。中国科学院上海硅酸盐研究所作为第一完成单位完成的“1.5m量级空间轻量化碳化硅反射镜镜坯制备关键技术及应用”项目荣获2021年度建材材料科学技术发明奖一等奖。
航空航天、卫星遥感及天文观测事业的发展加速了对地观测体系的建立,同时对空间光学成像系统不断提出新的要求。如果把空间光学成像系统看作是太空观测体系的“眼睛”,那么空间反射镜就是眼睛的“晶状体”。“眼睛”的成像分辨率、灵敏度等性能水平直接由“晶状体”的口径大小、材质种类和性能、结构形式等决定。
目前,国际常用的反射镜材料包含了熔石英、微晶玻璃、碳化硅、聚合物薄膜以及碳化硅复合材料等几大类,采用轻量化技术在材料制造加工、结构设计等方面进行优化,尽可能在提升性能的同时减轻其本身的重量。因此,轻量化反射镜被看作空间遥感以及天文、深空探测光学系统的核心部件,理想材料应具有低密度、高弹性模量、低热膨胀系数、高热导率、均匀微观结构、无材质缺陷等特点。
碳化硅陶瓷作为一种新型的反射镜材料,具有较高的弹性模量、比刚度大、硬度高、热膨胀系数小、热导率大及热稳定性能好等优良特性,在较大的温度范围内使用,抗热震性极佳,镜面也不会产生变化,使用寿命较长。加之碳化硅材料具有较好的光学加工特性及优异的光学反射镜的物理性能,使世界各航天大国的研究者均将其列为发展空间光学遥感器优先的反射镜材料。
上海硅酸盐所“1.5m量级空间轻量化碳化硅反射镜镜坯制备关键技术及应用”项目团队针对空间遥感系统高空间分辨率对超大口径碳化硅反射镜的迫切需求,在国内率先开展了1.5m量级空间轻量化碳化硅反射镜镜坯的研发,并在关键技术和工程化应用方面取得多项重大创新和突破。研制出目前国际上最大口径(Φ1.5m量级)的碳化硅单体反射镜镜坯,在迄今为止地球静止轨道分辨率最高的光学遥感卫星高分十三号、通信技术试验卫星等重大工程方面获得应用。项目成果打破了国外的封锁,解决了制约我国空间遥感发展的关键材料技术瓶颈,满足了我国空间遥感技术跨越发展需求,有效支撑了资源安全、灾害预警等重大工程,社会和经济效益显著。
参考来源:
[1]上海硅酸盐研究所
[2]吴彪等.以材造梦守望苍穹——记中国科学院上海硅酸盐研究所先进碳化物陶瓷材料研究团队
(中国粉体网编辑整理/山川)
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