为航天器安上明亮的“眼睛”——中国筑材总院研制耐辐照石英玻璃纪实

　　2022年11月底，随同着神舟十五号腾飞，耐辐照石英玻璃又一次踏上了太空之旅。

　　乍眼一看，耐辐照石英玻璃和平淡光学玻璃并没有什么离别。但在宇宙射线照耀下，凡是光学玻璃会变黑，而耐辐照石英玻璃仍旧通明洁净，能为航天器透过垂危的光暗记。

　　“航天器靠光灯号的更改来医治运行神气，耐辐照石英玻璃就像航天器的眼睛，保障航天器在茫茫天地中不会迷失倾向。”中原修筑原料科学征询总院有限公司（以下简称中原建材总院）北京分公司副总经理、总工程师向在奎日前告示科技日报记者。

　　面向国家深空探测须要，老中青三代科技劳动者攻坚克难三十载，研制耐辐照石英玻璃，使其“从无到有”“从有到强”，助力中原航天器遨游六合、迈向深空。

　　1987年，航天范围相关单位找到中国建材总院，提出必要一款经世界射线辐照不变黑并能过滤紫外线的非常石英玻璃。时任中原筑材总院国家石英玻璃质监重心主任的顾真安，接下了这块难啃的“硬骨头”。

　　“当时，耐辐照石英玻璃必要统制的是一个‘不也许处分’的矛盾。”谈起这段往事，向在奎路明叙，“石英玻璃需要掺杂特定元素以强化玻璃的本能，达到滤紫外线的方针；而耐辐照又需要玻璃具有极高的纯度，虽然不要有杂质。”

　　曾任顾线岁高龄了。她回来，当时，大众也不确信能解决这个抵触。“但顾真安感觉，异邦人能做出来，所有人就必定做得出来。”

　　接到任务后，顾真安和陈文彩一头钻进测验室接头所需元素性能，下“笨工夫”持续实验。

　　“玻璃配方是第一步，也是手法难点。顾真安照着元素周期表，将悉数干系元素在石英玻璃中的应用与更动都意会商讨了一遍，末了寻找了能滤紫外线、医治玻璃纯度的枢纽元素及配比。”陈文彩叙。

　　其时，顾真安的试验室辉煌不好，桌椅板凳都很破旧，停息的床也是由门板拼成的。他们全日待在测验室里，再三商讨元素的跃迁光谱、能级与摄取。纪录实验数据、画委实验图表的条记本，叠成了厚厚的一摞。

　　光阴不负蓄谋人。1993年，顾真安团队到底研制出耐辐照石英玻璃。1996年，耐辐照石英玻璃博得国家科技提升二等奖。1997年，顾真安当选华夏工程院院士，也是中国石英玻璃界限首位院士。

　　1998年，航天闭系单位再次找到中原修材总院，提出了新的原料须要——遥感卫星的窗口原料须要300毫米口径的高纯耐辐照石英玻璃。

　　这又是一个空前未有的挑战。高纯耐辐照石英玻璃的本原是高纯石英玻璃，当时，大家国泛泛拣选“卧式”合成重积工艺制备高纯石英玻璃，口径只能做到200毫米把握，且无法满足高光学本能央求。

　　科研人员果敢设想：改良工艺伎俩，把“卧式”变为“立式”，让玻璃“站着”变大变长！

　　熟手业着难式工艺持嫌疑态度的情形下，顾真安与时任华夏建材总院石英所（现为石英院）益处王玉芬，在上海棱光实业股份有限公司（以下简称上海棱光公司）篡夺到了一块“旮旯地”，头领向在奎等一批技术人员搭建起全部人们国第一座立式重积炉。

　　向在奎回首：“在上海棱光公司，谁们只要一间实践室，没有质料自愿供给编制。四氯化硅这种刺鼻味道很激烈的质料，都是全班人一桶一桶提到实践室的。测验线启动后就‘不能停’，我施行‘三班倒’，止息就在试验室外的楼途。”

　　新的工艺途途，意味着多个设施必要“从头再来”。自上而下的气流怎么连结稳定活动？何如中止玻璃孕育杂点和蔼泡？面对题目，筹商团队持续地换办法试，直到一个个本事难点被攻克。

　　2001年，立式化学气相浸积工艺走到了“检验工艺褂讪性”的阶段。这一年国庆节，王玉芬、向在奎等6人驻守在试验室。四氯化硅响应完后的二氧化硅颗粒，像烟雾一样，自上往下喷到高温靶材上，透亮的高纯石英玻璃一层一层往上长。

　　“看着玻璃坨一点点往上长，我们都不舍得停掉实验线。从来到具体做不下去了，才关掉它。”向在奎路。

　　2001年11月，喜讯传来——320毫米口径、沉23公斤，第一个立式化学气相重积工艺制备的高纯石英玻璃坨研制胜利！

　　2012年，中国筑材总院衢州高性能石英玻璃研发与产业化基地正式投产运营。青年一代科研人员在这里连绵垦植，耐辐照石英玻璃坐蓐步入主动化、智能化的快车途。

　　此前，耐辐照石英玻璃的生产线离不开人工左右。比如，打坨步骤须要人工调控氢气、氧气和四氯化硅的剂量。如今，临盆线依据气和料的自动驾驭体系、智能反馈格式，告终了自动仔细的剂量掌管。

　　“经过自动化临蓐线打造的耐辐照石英玻璃，口径更大，材质更加平均。”中国筑材总院石英院新材料征询所甜头邵竹锋说。

　　不仅如许，耐辐照石英玻璃的性能也博得了大幅跃升。邵竹锋介绍：“新一代耐辐照石英玻璃弥补了资料的微观瑕疵，硅氧搜集较夙昔更完满，强化了耐辐照职能。同时，具有强大的激光危险阈值，拓展了深空使用场景。”

　　近年来，耐辐照石英玻璃一次次飞向太空，为我国遥感卫星、载人航天、探月探火等巨大工程立下汗马结果。它就像明后洁净的眼睛，见证着大家国从航天大国迈向航天强国的铿锵设施。

　　党的二十大申报指出，构修新一代动静本领、人工智能、生物手段、新能源、新原料、高端配备、绿色环保等一批新的增加引擎。

　　预测另日，向在奎满怀决心地路：“在新一代青年科技人才的勉力下，耐辐照石英玻璃将拓展格外性能，行使绿色发明、节能环保的手段提质升效，为所有人国深空探测处事孝顺新的力量！”