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固体润滑材料2000多次试验只为精益求精

  9月8日晚,在东风发射场神舟宾馆的二楼会议室的桌子上摆放着一个很小巧的装置,这个装置由一个样品台和一个底座组成。在样品台上布满的一个个不同颜色的小格子。这个装置就是安装在神舟七号载人飞船舱外的润滑材料试验装置,不同颜色的小格子就是要开展“神舟飞船应用系统固体润滑材料空间试验”的样品,其中还搭载了航天科技集团公司第805研究所提供的4种太阳电池阵试验样品。


  神舟七号载人飞船入轨后,在第29~30圈航天员进行出舱活动期间将这个固定着固体润滑材料的试验样品台进行回收,并带回地面。

  神舟七号载人飞船固体润滑材料空间试验项目主管设计师、中国科学院兰州化学物理研究所研究员翁立军向记者演示了如何从底座上将润滑材料的样品台取下来。方法十分简单,只需要一只手“拨”、“拉”、“压”、“提”四个动作,样品台就下来了。然后,航天员将其装入与航天服材质相同的袋子里带回即可。

  “整个过程看似简单,但是为了完成这次试验任务研究人员费尽了心思。”翁立军说。

  满足航天航空发展的需要

  为什么会选择携带固体润滑材料开展外太空的暴露试验呢?

  “这主要是考虑到航天发展的需要。”翁立军告诉记者,固体润滑材料是目前航天器上应用非常广泛的材料。

  据悉,固体润滑材料是一种重要的润滑材料,它是一类概念上与传统润滑材料(润滑油、润滑脂)完全不同的新型润滑材料,与传统润滑材料在摩擦界面上形成某种形式的流体或半流体膜而起到有效的润滑作用相对应,固体润滑材料主要是依靠材料本身及其转移膜的低剪切特性而具有优良的抗磨和减摩的作用。固体润滑材料在性能上极大突破了传统液体润滑材料的使用极限,这为解决现代航天航空高技术机械急需解决的超低温、高温、超高真空、微重力、强辐射、高速高负载、特殊介质等典型特殊工况条件下的摩擦磨损问题提供了强有力的技术支持。

  我国科学家自60年代初即结合国家“两弹一星”任务要求开展固体材料研究工作,已先后发展了多种具有优异润滑性能的固体润滑材料,如物理气相沉积润滑薄膜、粘结固体润滑涂层、金属基高温耐磨自润滑复合材料、聚合物基自润滑复合材料、尺度润滑材料等,为国家航天航空领域解决了一系列具有特殊意义的润滑和磨损技术难题。

  “我国早在"东方红一号"卫星发射时就开始使用固体润滑材料。”翁立军说,固体润滑技术本身就是应航天的发展而发展起来的。从神舟一号飞船开始,固体润滑材料以及空间应用实验。而航天的发展反过来又对固体润滑技术提出了新的更高要求。

  “这是我国第一次开展固体润滑材料的外太空暴露试验。”翁立军介绍,通过这次试验,主要是开展低地球轨道环境,如原子氧、紫外辐射等对固体润滑材料结构和性能影响以及失效破坏机制的研究,为未来长期留轨运行的航天器可靠工作,研发新一代高可靠性、长寿命空间固体润滑材料与润滑技术提供理论与技术支持。该项目由兰州化学物理研究所固体润滑国家重点实验室主任刘维民研究员总体负责,中科院兰州化物所及光电研究员近20人参加。 (来源:人民网-科技频道)

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