嫦娥五號「挖土」鑽杆中科院製造 科研人員破解「無材可用」難題

2020-12-05 中國青年網

中國青年報客戶端訊（中青報·中青網記者 邱晨輝）12月2日，嫦娥五號著陸器和上升器組合體完成了月球鑽取採樣及封裝工作。這其中，月球鑽取採樣機構中的關鍵部件——鑽杆及其結構件是由中國科學院金屬研究所馬宗義團隊研製的碳化矽顆粒增強鋁基複合材料製成，其輕質、高剛度、高強度和耐磨損等特點，滿足了嫦娥五號在月球表面苛刻工況下的採樣需求。

據馬宗義介紹，嫦娥五號採樣機構中搭載的2.5米長深孔鑽取式採樣器，負責鑽入月壤取樣並送到上升器中。複雜的月壤構成、劇烈的環境溫度變化、苛刻的輕量化要求，對鑽採機構結構件的重量、強度和耐磨性提出了嚴苛的要求，其中鑽杆要鑽入月壤深處，對材料的要求更加苛刻，常規金屬材料無法滿足製備要求。

他說，鋁基複合材料具有低密度、高強度、高模量、耐磨損等優異特性，是替代鋼、鈦、鋁等傳統金屬製備鑽杆的理想材料。然而，傳統鋁基複合材料強韌性匹配差，其穩定性和可靠性難以滿足鑽採機構苛刻的工作環境和「萬無一失」的質量要求。

馬宗義團隊通過研發鋁基複合材料大尺寸坯錠及多道次變形加工工藝，研製出高強韌鋁基複合材料擠壓棒材、鍛件和厚壁管材，實現材料性能和穩定性的大幅提升，最終實現減重65%，解決了月壤鑽杆「無材可用、有材難加工」的難題，為嫦娥五號鑽採任務的順利完成提供了重要支撐。

來源：中國青年報客戶端

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