走向世界的“河北造” | 玻璃“飛”上天：為中國航天器披上“護身鎧甲”

　　河北經(jīng)濟日報記者 徐曼 蘇浩軍

　　什么樣的玻璃能“飛”上天？近日，記者在秦皇島星箭特種玻璃有限公司（以下簡稱“星箭公司”），見到了這種厚度大約只有頭發(fā)絲直徑十分之一、卻能在太空中為航天器提供特殊保護的玻璃。更讓人驚訝的是，這種玻璃抗彎強度還很高，即使對折起來也不會斷裂。

　　即將從中國空間站返航的神舟十八號載人飛船，就“穿”了9000多片這種薄如蟬翼卻堅韌無比的“護身鎧甲”。“從神舟五號到神舟十八號，每一次‘神舟’飛天，‘穿’的都是我們制造的特殊‘外衣’?！毙羌径麻L盧勇自豪地說。

　　從“神舟”系列載人飛船到“嫦娥探月工程”系列衛(wèi)星，從“天宮”系列太空實驗室到“天問一號”火星探測器，星箭公司已成功配套多項中國航天重大工程項目，1500多萬片特種玻璃創(chuàng)造了無一瑕疵、無一質(zhì)量差錯的紀錄。閃耀太空的“河北智造”，為航天器披上了中國人自己的“護身鎧甲”。

　　星箭公司產(chǎn)品展廳里擺放的“嫦娥三號”巡視器模型?！版隙鹑枴毖惨暺鞯哪茉础乜?、照明系統(tǒng)上應用了該公司研發(fā)生產(chǎn)的三種抗輻照玻璃產(chǎn)品。 河北經(jīng)濟日報記者 徐曼 攝

　　“玻璃要想上天，難度堪比登天”

　　在太空環(huán)境下，航天玻璃覆蓋在航天器電池陣及重要儀器設備的外表面，要求既能有效屏蔽高能粒子、有害射線的輻射，還要透光率高，而且盡可能輕薄。生產(chǎn)這種玻璃，相當于為航天器打造一套水晶版的特殊“外衣”。因此，航天玻璃業(yè)內(nèi)流傳著一句順口溜，“玻璃要想上天，難度堪比登天。”

　　“抗輻照是要解決的核心問題，但這又和減重互相矛盾。減重就要減少單位面積厚度，而這會造成抗輻照能力不足，產(chǎn)品也易碎。同時，還要保證零上200℃、零下180℃瞬間溫度交變條件下不受影響……”提起一路攻克的道道難關，盧勇感慨不已。

　　特種玻璃從研發(fā)到生產(chǎn)要經(jīng)歷配方調(diào)制、熔化、退火、切割、研磨等30多道工序，而生產(chǎn)航天所需的玻璃蓋片標準更高。為了解決抗輻照問題，并平衡各項“互相打架”的技術要求，無論哪道工序都需要經(jīng)歷無數(shù)次失敗的考驗。

　　研發(fā)團隊先從配方開始，用小實驗爐打樣測試，找到最佳配方，然后再出產(chǎn)樣品。由于資金不足，無法購買相關檢測設備，模擬不了太空中的超低溫、強輻射環(huán)境，他們只能將樣品送到客戶那里檢測，再根據(jù)得到的數(shù)據(jù)對產(chǎn)品進行改進完善。

就這樣，一次次失敗，一次次實驗，一次次突破……經(jīng)過反復摸索，星箭公司終于研發(fā)出國內(nèi)領先的抗輻照玻璃制造工藝。2003年，該產(chǎn)品成功配套了我國第一艘載人飛船“神舟五號”，此后廣泛應用于中國航天系列重大工程。  

　　星箭公司的古典式超薄玻璃加工車間。星箭公司供圖

　　“發(fā)絲上繡花，針尖上雕刻”

　　隨著我國航天事業(yè)的發(fā)展，航天器對這種“護身鎧甲”的要求越來越高。星箭公司鉚著一股勁，下決心攻堅克難，哪怕一片玻璃減重0.03克，中國空間站總計40萬片這樣的玻璃，就累計減重達12公斤。

　　減重必須將玻璃再削薄。他們先是通過改進工藝，將玻璃蓋片的厚度從0.1毫米降到0.03毫米。但還是不滿足，2022年10月，星箭公司開始研發(fā)0.01毫米超薄耐高溫光學玻璃。

　　 0.01毫米大概是頭發(fā)絲直徑的十分之一，這相當于在頭發(fā)絲上繡花，難度可想而知。公司總經(jīng)理盧奕霖帶領團隊不斷優(yōu)化配方，調(diào)整離子置換溫度，提高玻璃耐高溫性能。再通過改進精磨精拋工藝，終于把耐高溫光學玻璃的厚度降到了0.01毫米，產(chǎn)品可耐受800℃高溫，刷新了行業(yè)紀錄。

　　2023年初，星箭公司又研發(fā)出0.009毫米超薄耐高溫光學玻璃。它薄如蟬翼，卻堅如鎧甲，耐得住瞬間1200℃高溫，成為國內(nèi)光學玻璃領域又一重大突破。

　　從突破0.1毫米到突破0.01毫米，再到突破0.009毫米，星箭公司科研團隊不斷刷新著特種光學玻璃超薄紀錄，他們的十余種產(chǎn)品打破國外壟斷，成為國際航天玻璃領域響當當?shù)呐蓬^兵。 

 星箭公司的自動化光學加工車間。星箭公司供圖

　　“國有所需，我必為之”

　　走進星箭公司的熔制車間，就像來到了一個魔術現(xiàn)場：調(diào)和好的硅原料放進熔窯，經(jīng)過30個小時的熔制，就變成一塊塊晶瑩的玻璃。“可能很多人想不到，我們公司自2000年成立以來，沒有引進過國外設備，沒有購買過國外技術。從窯爐建造到玻璃配方，都是自己一點點摸索出來的?！北R奕霖頗為驕傲地說，公司研發(fā)生產(chǎn)團隊245人，核心科研人員25人，大部分也并非科班出身，都是邊干邊學。為全面提高技術水平，公司每年將銷售收入的7%-10%投入到研發(fā)中。

　　依靠自主創(chuàng)新，星箭公司從一個家庭小作坊式企業(yè)，逐步成長為中國航天科技集團空間用抗輻照玻璃蓋片唯一合格供應商、工信部專精特新“小巨人”企業(yè)。目前公司擁有12項發(fā)明專利、2項實用新型專利。

　　“只有把核心技術牢牢掌握在自己手里，才能真正掌握競爭和發(fā)展主動權(quán)?！北R勇至今仍對打破二次表面鏡玻璃基片國外壟斷的事記憶深刻。以前這種玻璃需要以每片300多元的價格從國外進口，不但價格昂貴，質(zhì)量還難以保證。星箭公司科研團隊從配方到制造工藝進行反復實驗，最終研發(fā)成功，解決了國外“卡脖子”問題。2010年這項重要科技創(chuàng)新成果在北京發(fā)布，從此這種玻璃基片實現(xiàn)了國產(chǎn)量產(chǎn)。“當時，與會的航天專家緊緊握著我的手說，終于不需要進口了，咱們國家有底氣了?！北R勇說，星箭公司的產(chǎn)品價格每片30多元，僅為國外同類產(chǎn)品的十分之一，至今已累計為國家節(jié)約資金5億元。

　　2018年11月1日，習近平總書記主持召開民營企業(yè)座談會，盧勇是發(fā)言者之一?；貞浧甬敃r的情景，盧勇依然激動不已，“我們要永遠保持創(chuàng)業(yè)的激情，堅持創(chuàng)新不停步，助力中國的航天器飛得更高、更遠。國有所需，我必為之。不講條件，不計代價?！?/p>