给嫦娥六号“穿上华服”中科院上海硅酸盐研究所解密

　　5月3日，在中国文昌航天发射场，嫦娥六号搭乘长征五号遥八运载火箭，启程奔赴月球背面执行采样返回任务。

　　月球是一个昼夜温差高达300多摄氏度的严酷世界。为了保护各类仪器设备，嫦娥六号采用了中国科学院上海硅酸盐研究所研制生产的各类高科技涂层，犹如给嫦娥六号穿上了各种“华服”。近日，记者前往该所进行了探访。

　　拥有九十多年历史的上海硅酸盐所，是集材料前沿探索、高技术创新、应用发展研究为一体的无机非金属材料科研机构，该所研制的无机涂层广泛应用于我国各类航天器。

　　上海硅酸盐所特种无机涂层研究中心研究员宋力昕介绍，在嫦娥六号任务中，该所提供了运载火箭发动机密封动环耐磨涂层、嫦娥六号探测器无机热控涂层、高温抗氧化涂层、高温隔热屏、发动机包覆材料、低温多层隔热组件、柔性薄膜以及天线透波窗等关键材料。

　　嫦娥六号产品大部分与嫦娥五号同期投产，从诞生到发射已有7年时间。为了确保嫦娥六号的“华服”如新，上海硅酸盐所特种无机涂层研究中心的青年党员们，早在今年大年初三就赶赴文昌发射中心，开展发动机包扎材料实施与状态等确认工作，全力保障嫦娥六号任务按时保质完成。

　　热控涂层是一种涂覆在材料的表面，专门用来调整固体表面热辐射性质从而达到热控制目的的表面材料，是航天器热控制系统中的一员，也是嫦娥六号最重要的一套“华服”。

　　“热控涂层之于航天器，如同衣服之于人类，而且还属于‘高端私服，量身定制’。在航天器的不同部位，我们需要选择具有不同吸辐比的热控材料，再配合其他热控措施，才能使各个部位都达到合理的温度范围。”特种无机涂层研究中心高级工程师孟佳说。

　　针对嫦娥六号不同部位，上海硅酸盐所采用了多种工艺研制、具有不同吸辐比的无机热控涂层多达10余种，这些材料可确保航天器各仪器设备在极端环境中能够正常运转。

　　7500N变推力发动机是嫦娥六号关键的刹车装置。当发动机工作时，最高温度能达到1400多摄氏度，而它周围的仪器设备工作温度却需要同时维持在几十摄氏度左右。

　　“为了将这两者在温度上隔离开，我们在发动机的外围套上了一条‘裙子’，这就是高温多层隔热材料。”特种无机涂层研究中心正高级工程师于洋说，“这条裙子厚度仅为1厘米，由20多层特殊材料组成，穿上它就在发动机与周围电子元器件之间形成了一道热屏障，哪怕裙内的燃烧室和喷管温度再高，裙外的温度也不会超过100摄氏度，确保嫦娥六号探测器的正常工作。”

　　此外，嫦娥六号装配的十几个推力不等、方向各异的姿控发动机推力器喷管上，还涂覆了微米级硅化物体系的高温抗氧化涂层。

　　在发动机点火的时候，在高温氧化环境下，硅化物氧化后在涂层表面生成一层连续的、致密的玻璃态氧化硅，能有效隔绝进一步氧化。另一方面，生成的氧化硅在高温下可以流动，自动弥补涂层氧化过程中产生的裂纹、孔洞等缺陷，这就像是人体血小板的“止血自愈”能力，非常巧妙！