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科技動態

金屬所鋁基復合材料在問天實驗艙上又獲成功應用

撰稿: 金屬研究所 發布時間:2022-07-26

  7月24日,我國問天實驗艙發射任務取得圓滿成功。由中國科學院金屬研究所馬宗義團隊研制的新型鋁基復合材料成功應用在問天實驗艙太陽翼柔性展開機構關鍵部件和多個實驗機柜轉接件中。

  問天實驗艙配備了目前國內最大的柔性太陽翼,雙翼全部展開后可達55米。太陽翼可以雙自由度跟蹤太陽,每天平均發電量超過430千瓦時,將為空間站運行提供充足的能源。太陽翼所使用的柔性展開機構某關鍵部件要求材料兼具輕質、高強、耐磨損、耐疲勞、高尺寸穩定性的特點,并且批量大、批次穩定性要求高。馬宗義團隊針對這一特殊需求,開發出各向同性碳化硅顆粒增強鋁基復合材料中厚板可控塑性變形加工技術,產品批次間性能差異Cv<5%,解決了太陽翼展開機構關鍵部件無材可用的困境。目前,問天實驗艙太陽翼已順利完成展開,運轉正常。

  問天實驗艙實驗機柜與實驗艙內壁結構采用六點式機械連接,連接件在發射過程中在劇烈震動、摩擦工況下服役,承受巨大載荷,是實驗機柜載荷結構設計中受力最苛刻的零部件。該團隊針對該工況研發出高性能碳化硅顆粒增強鋁基復合材料鍛件,其具有低密度、高強韌性、高耐磨、良好阻尼性能及耐疲勞等優點,采用該材料替代傳統鋁、鈦等合金,實現優異的輕量化加工制造,承受住了發射過程中的震動疲勞及磨損等,并使零件減重20%以上。

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