嫦娥六号月背取壤任务的成功执行不仅体现了国家航天技术的进步彰显了对关键材料研发的重视中国建材总院研发的低渗氦耐辐照高纯石英玻璃为嫦娥六号的导航系统提供了强有力的支持低渗氦耐辐照高纯石英玻璃主要用于激光陀螺仪这是惯性导航系统中的关键组件负责测量角速度确保航天器的精确定位和导航 为了满足嫦娥六号在极端环境下的高精度导航需求要求该产品兼有微晶玻璃低渗氦、低膨胀及石英玻璃耐辐照、高透光的性能而一种材料如何兼具两种材料的性能呢？这成了该产品研制过程中的一大考验。
考验一
石英玻璃渗氦性能差主要是因为
其结构是四面体“网兜状”结构
存在大量的网络空隙
空隙大小为0.2nm~0.6nm之间
氦气的分子直径只有0.2nm
工作环境使用下
氦气容易通过空隙渗透
那么我们就对这些空隙进行有效填充
提前将氦气渗透的通道堵住
让氦气无路可走
通过气体分子注入
有效堵塞空隙，提升渗氦性能
提升工作寿命
考验二
通过二氧化钛掺杂
降低石英玻璃线膨胀系数
减小光路形变，保障工作精度
然而一个问题解决的同时
却带来了新问题
由于钛离子的掺入导致色心的产生
影响石英玻璃的耐辐照性能
为了解决这一问题
项目组对反应机理进行分解
采用氢气载料
可避免非桥氧心缺陷的生成
但会降低钛离子价态
产生大量的色心
如果采用氧气载料
有效保证钛离子的四价态
去除色心
但又会产生大量的非桥氧心缺陷
两种气氛都需要
两种气氛又都有影响
那么能不能人为的
控制反应过程的气氛呢？
项目组采用单燃烧器双管下料技术
实现四氯化硅和四氯化钛的
分别载料、分别反应
抑制可见色心的形成
提高耐辐照性能
防止输出镜光能量输出的大幅降低
提高仪表稳定性
多手段综合运用，提升产品性能
助力嫦娥六号的任务实施
石英玻璃以其优越的性能
广泛应用于航空航天、激光等领域
耐辐照透紫外石英玻璃
在茫茫的宇宙中
作为航天飞行器中姿态敏感器的
关键元件材料
像眼睛一样帮助飞行器
在宇宙中找到行进的方向
高性能石英基板
以其优秀的电学性能
成为雷达天线阵面的黄金基底
为信号传输架构优质通道
高均匀高阈值石英玻璃
承载激光能量
实现能量高通量传递
选择性吸收石英玻璃
像棱镜折射太阳光一样
对不同光线选择性透过
