为航天器安上明亮的“眼睛”——华夏建材总院研制耐辐照石英玻璃纪实

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

　　乍眼一看，耐辐照石英玻璃和寻常光学玻璃并没有什么折柳。但在天下射线映射下，平时光学玻璃会变黑，而耐辐照石英玻璃如故通明明净，能为航天器透过要紧的光灯号。

　　“航天器靠光灯号的变动来疗养运行容颜，耐辐照石英玻璃就像航天器的眼睛，保障航天器在茫茫宇宙中不会迷失方针。”中国修修资料科学搜求总院有限公司（以下简称中国筑材总院）北京分公司副总经理、总工程师向在奎日前知照科技日报记者。

　　面向国家深空探测需求，老中青三代科技责任者攻坚克难三十载，研制耐辐照石英玻璃，使其“从无到有”“从有到强”，助力中原航天器飞翔宇宙、迈向深空。

　　1987年，航天边界干系单位找到华夏修材总院，提出必要一款经天下射线辐照不变黑并能过滤紫外线的杰出石英玻璃。时任中国修材总院国家石英玻璃质监主旨主任的顾真安，接下了这块难啃的“硬骨头”。

　　“那时，耐辐照石英玻璃须要管辖的是一个‘不畏惧执掌’的矛盾。”叙起这段往事，向在奎评释道，“石英玻璃须要掺杂特定元素以安稳玻璃的功能，抵达滤紫外线的方针；而耐辐照又需要玻璃具有极高的纯度，尽量不要有杂质。”

　　曾任顾线岁高龄了。她追溯，当时，大家也不笃信能统辖这个矛盾。“但顾真安觉得，外国人能做出来，他就必然做得出来。”

　　接到任务后，顾真安和陈文彩一头钻进实践室探寻所需元素本能，下“笨时刻”延续实施。

　　“玻璃配方是第一步，也是本领难点。顾真安照着元素周期表，将通盘联系元素在石英玻璃中的运用与改变都诠释探究了一遍，结果寻得了能滤紫外线、医治玻璃纯度的严重元素及配比。”陈文彩谈。

　　那时，顾真安的试验室光彩不好，桌椅板凳都很古旧，休息的床也是由门板拼成的。我成天待在实习室里，频频寻求元素的跃迁光谱、能级与罗致。记录实验数据、画委果验图表的笔记本，叠成了厚厚的一摞。

　　时分不负蓄谋人。1993年，顾真安团队究竟研制出耐辐照石英玻璃。1996年，耐辐照石英玻璃获得国家科技进步二等奖。1997年，顾真安落选中国工程院院士，也是中原石英玻璃局限首位院士。

　　1998年，航天干系单位再次找到中原修材总院，提出了新的材料需要——遥感卫星的窗口材料需要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拨。高纯耐辐照石英玻璃的事实是高纯石英玻璃，当时，我们国多数采用“卧式”合成重积工艺制备高纯石英玻璃，口径只能做到200毫米左右，且无法满意高光学功能乞请。

　　科研人员勇敢设想：厘革工艺步地，把“卧式”变为“立式”，让玻璃“站着”变大变长！

　　高手业散乱式工艺持疑惑态度的境况下，顾真安与时任华夏筑材总院石英所（现为石英院）优点王玉芬，在上海棱光实业股份有限公司（以下简称上海棱光公司）牟取到了一道“旮旯地”，指导向在奎等一批手艺人员搭建起全班人国第一座立式沉积炉。

　　向在奎记忆：“在上海棱光公司，全班人唯有一间实验室，没有原料主动提供体制。四氯化硅这种刺鼻味道很剧烈的原料，都是全班人一桶一桶提到实习室的。试验线启动后就‘不能停’，全部人推行‘三班倒’，歇息就在施行室外的楼道。”

　　新的工艺途径，意味着多个步骤需要“从头再来”。自上而下的气流怎样连结加强哆嗦？奈何避免玻璃产生杂点和好泡？面对问题，查究团队一直地换程序试，直到一个个本事难点被攻下。

　　2001年，立式化学气相浸积工艺走到了“检验工艺安稳性”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，像烟雾一律，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，你都不舍得停掉施行线。一贯到真实做不下去了，才合掉它。”向在奎说。

　　2001年11月，喜报传来——320毫米口径、沉23公斤，第一个立式化学气相浸积工艺制备的高纯石英玻璃坨研制获胜！

　　2012年，中原修材总院衢州高本能石英玻璃研发与资产化基地正式投产运营。青年一代科研人员在这里不断耕作，耐辐照石英玻璃坐褥步入主动化、智能化的速车道。

　　此前，耐辐照石英玻璃的分娩线离不开人工负责。比如，打坨枢纽必要人工调控氢气、氧气和四氯化硅的剂量。当今，临蓐线依靠气和料的自愿限度格局、智能反馈体系，实行了主动正确的剂量限度。

　　“通过自动化临蓐线打造的耐辐照石英玻璃，口径更大，材质更加均匀。”中国筑材总院石英院新原料探寻所长处邵竹锋说。

　　不单这样，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填补了资料的微观漏洞，硅氧收集较畴前更完整，强化了耐辐照职能。同时，具有健壮的激光伤害阈值，拓展了深空利用场景。”

　　连年来，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、探月探火等宏壮工程立下汗马成就。它就像通明洁净的眼睛，见证着你国从航天大国迈向航天强国的铿锵要领。

　　党的二十大陈说指出，构建新一代音问工夫、人工智能、生物手艺、新能源、新资料、高端筑立、绿色环保等一批新的增进引擎。

　　预计未来，向在奎满怀决心地谈：“在新一代青年科技人才的辛勤下，耐辐照石英玻璃将拓展密切功能，利用绿色设立、节能环保的幻术提质升效，为我们国深空探测劳动劳绩新的力量！”