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铝基复合材料在问天实验舱上成功应用

作者:沈春蕾  来源:中国科学报

7月24日,我国问天实验舱发射任务取得圆满成功。问天实验舱太阳翼柔性展开机构关键部件和多个实验机柜转接件中使用了一种新型铝基复合材料,该材料由中科院金属研究所研究员马宗义团队研制。

据了解,问天实验舱配备了目前国内最大的柔性太阳翼,双翼全部展开后可达55米。太阳翼所使用的柔性展开机构某关键部件要求材料兼具轻质、高强、耐磨损、耐疲劳、高尺寸稳定性的特点,并且批量大、批次稳定性要求高。

针对这一特殊需求,马宗义团队开发出各向同性碳化硅颗粒增强铝基复合材料中厚板可控塑性变形加工技术,产品批次间性能差异小于5%,解决了太阳翼展开机构关键部件无材可用的困境。

问天实验舱实验机柜与实验舱内壁结构采用六点式机械连接,连接件在发射过程中在剧烈震动、摩擦工况下服役,是实验机柜载荷结构设计中受力最苛刻的零部件。

针对这一工况要求,该团队研发出高性能碳化硅颗粒增强铝基复合材料锻件,采用该材料替代传统铝、钛等合金,实现了优异的轻量化加工制造,承受住了发射过程中的震动疲劳及磨损等,并使零件减重20%以上。