中國(guó)粉體網(wǎng)訊  2024年6月4日，攜帶月球樣品的嫦娥六號(hào)上升器自月球背面起飛，隨后成功進(jìn)入預(yù)定環(huán)月軌道，嫦娥六號(hào)完成世界首次月球背面采樣和起飛。這一喜訊傳來(lái)的同時(shí)，一種材料也引起了廣泛的關(guān)注，那就是高純石英玻璃。

什么是石英玻璃？

石英玻璃的成分為二氧化硅，具有獨(dú)特而優(yōu)異的性能，如透過(guò)率高、光學(xué)均勻性優(yōu)異、熱膨脹系數(shù)低、耐熱性好、化學(xué)穩(wěn)定性高、電絕緣性能和耐激光損傷性能好等特點(diǎn)，被譽(yù)為“玻璃之王”，是半導(dǎo)體、光通信、光伏、光學(xué)儀器、核工業(yè)、國(guó)防軍工領(lǐng)域不可替代的關(guān)鍵原材料。

石英玻璃的主要性能

石英玻璃材料分為天然石英玻璃和合成石英玻璃，主要制備方法包括電熔法、氣煉法以及化學(xué)合成法，純度和不同雜質(zhì)含量決定其應(yīng)用領(lǐng)域。石英玻璃由高純度的二氧化硅組成，一般以棒、管、片或錠的形態(tài)保存，目前產(chǎn)業(yè)內(nèi)主要競(jìng)爭(zhēng)者包括國(guó)外的邁圖科技、賀利氏、東曹、昆希，以及國(guó)內(nèi)的菲利華、石英股份等。

石英玻璃在航空航天領(lǐng)域的應(yīng)用

石英玻璃的密度小，抗壓能力強(qiáng)且光學(xué)性能好，滿足太空窗口材料濾紫外耐輻射的要求，避免高能射線照射下形成“色心”，被廣泛應(yīng)用于衛(wèi)星及宇宙飛船，耐輻照的石英玻璃可以有效控制航天器姿態(tài)，高強(qiáng)度抗輻照玻璃蓋片能為宇宙飛船的太陽(yáng)能電池能源系統(tǒng)提供有效保護(hù)。

低滲氦耐輻照高純石英玻璃

來(lái)源：中國(guó)建材總院供圖

中國(guó)建材總院所屬石英院制造的耐輻照石英玻璃，具有耐宇宙射線截紫外的功能，特別適用于高軌衛(wèi)星的太陽(yáng)敏感器光學(xué)窗口，具有在軌服役時(shí)間長(zhǎng)、性能穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)。這種耐輻照石英玻璃在“嫦娥”“北斗”“神舟”都有應(yīng)用。此次中國(guó)建材所屬中國(guó)建材總院北分石英所研制的低滲氦耐輻照高純石英玻璃更是首次應(yīng)用于嫦娥六號(hào)上升器激光陀螺儀。作為激光出射窗口和在線監(jiān)測(cè)窗口，低滲氦耐輻照高純石英玻璃經(jīng)受住了宇宙極端環(huán)境的考驗(yàn)，不僅能夠有效抵御宇宙射線的強(qiáng)烈輻照，還具備高膨脹系數(shù)適配性，能夠阻擋氦氣的擴(kuò)散，確保了激光陀螺儀對(duì)角速度測(cè)量的高精度，進(jìn)而保證了飛行定位準(zhǔn)確性，使得探測(cè)器能在月球的極端條件下穩(wěn)定作業(yè)，為采樣任務(wù)的圓滿完成提供了有力的技術(shù)支撐。

作為航天系統(tǒng)的光學(xué)石英玻璃供應(yīng)商，中國(guó)建材總院石英人將嚴(yán)格控制材料性能，以過(guò)硬的技術(shù)與產(chǎn)品質(zhì)量持續(xù)為我國(guó)衛(wèi)星、飛船等各類航天器提供關(guān)鍵材料保障，確�？臻g應(yīng)用可靠性。近年來(lái)，耐輻照石英玻璃一次次飛向太空，為我國(guó)遙感衛(wèi)星、載人航天、探月探火等重大工程立下汗馬功勞。

另外，石英玻璃纖維和以石英玻璃纖維為基材的復(fù)合材料具有強(qiáng)度高、膨脹系數(shù)小、介電常數(shù)和介電損耗小、耐腐蝕與可設(shè)計(jì)性能好等特點(diǎn)，具備優(yōu)良的耐高溫、耐燒蝕、高透波與電絕緣性能，是廣泛應(yīng)用于航空航天與海洋裝備領(lǐng)域的功能性材料及制品。

菲利華石英玻璃纖維

國(guó)內(nèi)航空航天領(lǐng)域用石英玻璃纖維的主導(dǎo)供應(yīng)商菲利華，公司不但生產(chǎn)石英玻璃棉、石英玻璃纖維紗、石英玻璃纖維布、石英玻璃纖維套管等石英玻璃纖維材料系列產(chǎn)品，還具備了2.5D和3D機(jī)織、編織、縫合、針刺預(yù)制件的生產(chǎn)能力，并成功研發(fā)了防隔熱功能復(fù)合材料結(jié)構(gòu)件、特種絕緣功能復(fù)合材料制品等復(fù)合材料產(chǎn)品。公司是全球少數(shù)具有石英玻璃纖維量產(chǎn)能力的制造商之一，是國(guó)內(nèi)航空航天領(lǐng)域石英玻璃纖維主導(dǎo)供應(yīng)商，擁有石英玻璃纖維材料、石英玻璃纖維立體編織材料、以石英玻璃纖維為基材的復(fù)合材料結(jié)構(gòu)件的完整產(chǎn)業(yè)鏈。

總之，石英玻璃是國(guó)家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)和航空航天等國(guó)防領(lǐng)域發(fā)展中不可或缺的重要基礎(chǔ)性材料，相信未來(lái)這種材料將為中國(guó)航天事業(yè)貢獻(xiàn)更多力量。

參考來(lái)源：

中國(guó)建材報(bào).中國(guó)建材總院：“嫦娥”帶著我們的新材料探月“挖土”歸來(lái)

科技日?qǐng)?bào).低滲氦耐輻照高純石英玻璃助力嫦娥六號(hào)探月挖“寶”

張萌等.對(duì)石英玻璃產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的幾點(diǎn)思考

馬千里.高純石英玻璃制備過(guò)程的研究和工藝優(yōu)化

菲利華官網(wǎng)、菲利華年報(bào)、中國(guó)粉體網(wǎng)等

（中國(guó)粉體網(wǎng)編輯整理/初末）

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