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特種玻璃助力中國(guó)夢(mèng)

放大字體 縮小字體 發(fā)布日期:2013-12-30 來(lái)源:中國(guó)建筑材料科學(xué)研究總院 瀏覽次數(shù):552
核心提示: 習(xí)近平總書記在參觀《復(fù)興之路》展覽時(shí)作出關(guān)于實(shí)現(xiàn)民族復(fù)興是中華民族近代以來(lái)最偉大夢(mèng)想的深情解讀,在會(huì)見駐穗部隊(duì)領(lǐng)導(dǎo)干部時(shí)作出關(guān)于中國(guó)夢(mèng)是強(qiáng)國(guó)夢(mèng)也是強(qiáng)軍夢(mèng)的深邃闡釋
      習(xí)近平總書記在參觀《復(fù)興之路》展覽時(shí)作出關(guān)于實(shí)現(xiàn)民族復(fù)興是中華民族近代以來(lái)最偉大夢(mèng)想的深情解讀,在會(huì)見駐穗部隊(duì)領(lǐng)導(dǎo)干部時(shí)作出關(guān)于中國(guó)夢(mèng)是強(qiáng)國(guó)夢(mèng)也是強(qiáng)軍夢(mèng)的深邃闡釋。中國(guó)夢(mèng)不等于富裕夢(mèng)。在世界政治舞臺(tái)上,富國(guó)不等于強(qiáng)國(guó)。國(guó)家要自立于世界民族之林,既要有雄厚經(jīng)濟(jì)實(shí)力,又要有強(qiáng)大國(guó)防力量作為后盾。強(qiáng)軍夢(mèng)是強(qiáng)國(guó)夢(mèng)應(yīng)有之義,強(qiáng)軍夢(mèng)也是支撐著強(qiáng)國(guó)夢(mèng)實(shí)現(xiàn)的重要基礎(chǔ)。沒(méi)有國(guó)家的富強(qiáng),強(qiáng)軍就無(wú)從談起;沒(méi)有強(qiáng)大的軍隊(duì),國(guó)家安全和發(fā)展也無(wú)法保障。隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的飛速發(fā)展,國(guó)家利益的不斷拓展,國(guó)防安全更顯迫切,強(qiáng)軍要求就更加緊迫。所以,只有強(qiáng)軍夢(mèng)實(shí)現(xiàn)了,才能更好地實(shí)現(xiàn)我們中華民族偉大復(fù)興的中國(guó)夢(mèng)。
  強(qiáng)軍夢(mèng),不僅體現(xiàn)在將兵素質(zhì)上。從某種程度上來(lái)說(shuō),武器裝備的精良與否,更加能夠體現(xiàn)軍隊(duì)是否強(qiáng)大?,F(xiàn)在如果光靠“小米加步槍”恐怕難以打贏未來(lái)的戰(zhàn)爭(zhēng)。時(shí)至今日,保家衛(wèi)國(guó),打贏未來(lái)戰(zhàn)爭(zhēng),就必須擁有先進(jìn)的現(xiàn)代化武器裝備。
  特種玻璃是通過(guò)光、電、磁、熱、化學(xué)和生化等作用而表現(xiàn)出特殊功能的玻璃,是武器裝備重要的關(guān)鍵性和基礎(chǔ)性材料,在航空、航天、艦船、電子、兵器和核工業(yè)等軍工領(lǐng)域占據(jù)著其他材料無(wú)法替代的地位,應(yīng)用非常廣泛。隨著現(xiàn)代武器裝備的快速發(fā)展,世界各國(guó)越來(lái)越重視高性能特種玻璃材料的研究與應(yīng)用,特種玻璃的研發(fā)水平已成為一個(gè)國(guó)家材料發(fā)展水平的重要標(biāo)志之一。
  為適應(yīng)日益嚴(yán)酷和復(fù)雜多變的戰(zhàn)爭(zhēng)環(huán)境,作為武器裝備系統(tǒng)關(guān)鍵材料的特種玻璃,其研發(fā)正向高性能、多功能和大尺寸等方向發(fā)展。中國(guó)建筑材料科學(xué)研究總院是我國(guó)先進(jìn)無(wú)機(jī)非金屬材料的主要科研單位,從50年代建院起,圍繞國(guó)防科技和武器裝備發(fā)展需求,致力于特種玻璃新產(chǎn)品、新技術(shù)、新工藝和新裝備的研發(fā)。“六五”至“十二五”期間,先后承擔(dān)軍工科研項(xiàng)目、科技攻關(guān)和863項(xiàng)目等百余項(xiàng),獲得國(guó)家級(jí)、部級(jí)科技進(jìn)步獎(jiǎng)30多項(xiàng),陸續(xù)研制出上百品種特種玻璃新產(chǎn)品,取得了幾十項(xiàng)原創(chuàng)性成果,填補(bǔ)了多項(xiàng)國(guó)內(nèi)空白,為中國(guó)航空、航天、兵器、艦船、核技術(shù)、電子、激光和光纖通訊等領(lǐng)域解決了大批關(guān)鍵新材料,為實(shí)現(xiàn)中華民族的強(qiáng)國(guó)夢(mèng)、飛天夢(mèng)作出了重要貢獻(xiàn)。
  中國(guó)建筑材料科學(xué)研究總院特種玻璃的研發(fā)團(tuán)隊(duì)遵循“應(yīng)用需求明確,制備技術(shù)先進(jìn),產(chǎn)品性能優(yōu)異”的發(fā)展宗旨,立足國(guó)防建設(shè)需求,不斷提高中國(guó)特種玻璃制備技術(shù),攻克多項(xiàng)技術(shù)難關(guān),在紅外整流罩玻璃、抗輻照玻璃蓋片、無(wú)堿玻璃、硫系玻璃、硬質(zhì)防護(hù)和電磁屏蔽玻璃等方面取得了豐碩成果,下面簡(jiǎn)要介紹幾種典型的特種玻璃及其在國(guó)防中的應(yīng)用:
  紅外玻璃整流罩——機(jī)載光電雷達(dá)“護(hù)目鏡”
  一切軍事目標(biāo),如海洋中的艦船、地面部隊(duì)及各種裝備、空中的飛機(jī)、導(dǎo)彈,都會(huì)散發(fā)熱量,產(chǎn)生紅外輻射。利用紅外光電探測(cè)系統(tǒng),就可以全天候?qū)@些目標(biāo)進(jìn)行偵察、監(jiān)視與跟蹤。從空間到地面,從水下到空中,紅外光電技術(shù)已成為現(xiàn)代高技術(shù)常規(guī)兵器裝備中不可缺少的重要部分。
  若將紅外光電系統(tǒng)應(yīng)用于戰(zhàn)斗機(jī),則相當(dāng)于為戰(zhàn)斗機(jī)裝上一副“火眼金睛”。利用紅外探測(cè),能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)危險(xiǎn)情況、判別微小目標(biāo)、探測(cè)制導(dǎo)武器系統(tǒng)、識(shí)別敵人的某些偽裝,及時(shí)提供有關(guān)信息。隨著無(wú)人駕駛飛機(jī)、超高速導(dǎo)彈系統(tǒng)和偽裝防御系統(tǒng)等方面的不斷進(jìn)展,紅外技術(shù)在軍事上的應(yīng)用得到了更大的發(fā)展,如紅外成像、紅外觀瞄、紅外搜索與跟蹤等。
  如果說(shuō)紅外光電系統(tǒng)是戰(zhàn)斗機(jī)的“火眼金睛”,那么紅外玻璃整流罩就是這雙“火眼金睛”的“護(hù)目鏡”。紅外玻璃整流罩位于光電系統(tǒng)的最前端,不但要起到防護(hù)的作用——承受空氣動(dòng)力的負(fù)荷,防止雨點(diǎn)、沙粒等對(duì)探測(cè)系統(tǒng)的侵蝕破壞;而且要不影響“視力”——即在實(shí)現(xiàn)保護(hù)功能的同時(shí),不能造成紅外探測(cè)與跟蹤、熱成像、紅外制導(dǎo)等紅外性能的損失。
  高性能帶來(lái)的是高要求。這使紅外玻璃整流罩研制生產(chǎn)遇到了一系列前所未有的技術(shù)難題。紅外整流罩技術(shù)已經(jīng)成為制約我國(guó)機(jī)載和彈載紅外光電系統(tǒng)的發(fā)展瓶頸。
  為打破紅外整流罩的國(guó)外壟斷,滿足武器型號(hào)配套需求,建材總院承擔(dān)了相關(guān)型號(hào)工程機(jī)載設(shè)備材料國(guó)產(chǎn)化任務(wù)。經(jīng)過(guò)十幾年不懈的努力,突破了玻璃組成確定與優(yōu)化、熔制工藝及其控制、大尺寸及復(fù)雜形狀制品成形技術(shù)等關(guān)鍵技術(shù),成功研制出具有光通量大、多光譜(可見光+近中紅外+激光)傳輸、機(jī)械強(qiáng)度和硬度高等優(yōu)點(diǎn)的機(jī)載紅外雷達(dá)整流罩玻璃,滿足了相關(guān)武器型號(hào)對(duì)紅外整流罩等大尺寸紅外玻璃材料的配套需求,結(jié)束了對(duì)國(guó)外的進(jìn)口依賴,填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)空白。目前大尺寸紅外整流罩各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平,形成穩(wěn)定生產(chǎn)能力,已經(jīng)成功應(yīng)用于多種型號(hào)戰(zhàn)機(jī)光電探測(cè)系統(tǒng),為中國(guó)戰(zhàn)機(jī)的跟蹤、瞄準(zhǔn)和紅外制導(dǎo)等技術(shù)的實(shí)現(xiàn)提供了重要保障。該成果于2011年通過(guò)國(guó)防科工局的成果鑒定,已申請(qǐng)國(guó)防專利一項(xiàng)、國(guó)家發(fā)明專利三項(xiàng)。
  耐輻照玻璃蓋片——空間用太陽(yáng)能電池翼帆的“護(hù)身鎧甲”
  空間能源是空間平臺(tái)的動(dòng)力保障,沒(méi)有可靠的能源供應(yīng),航天器將無(wú)法正常工作和運(yùn)行。隨著航天器種類和技術(shù)水平的快速發(fā)展,空間能源的技術(shù)要求也越來(lái)越高,質(zhì)量輕、壽命長(zhǎng)、功率大已成為空間能源的發(fā)展趨勢(shì)。因此,作為空間能源“心臟”的太陽(yáng)能電池也必須在輕質(zhì)、大面積、高轉(zhuǎn)換率、長(zhǎng)壽命等方面做出相應(yīng)的改進(jìn)和提高。
  眾所周知,飛船、衛(wèi)星和空間站等航天器在太空運(yùn)行過(guò)程中需要的能源主要由太陽(yáng)能電池帆板提供。進(jìn)入太空后,隨著帆板展開,安裝在上面的太陽(yáng)能電池將為航天器運(yùn)行提供電能。由于太空中高能粒子以及各種射線會(huì)傷害到帆板,嚴(yán)重影響電池的效能和使用壽命。為了提高太陽(yáng)能電池的安全性和可靠性,就需要為太陽(yáng)能電池帆板穿上一層輕薄又“刀槍不入”的“護(hù)身鎧甲”。這件“鎧甲”研制難度大,許多單位不敢嘗試,過(guò)去都是以昂貴的價(jià)格從國(guó)外進(jìn)口。
  然而中國(guó)建筑材料科學(xué)研究總院不畏艱難,接下這一艱巨任務(wù)并開始研制。經(jīng)過(guò)多年努力,在多項(xiàng)耐輻照玻璃生產(chǎn)的技術(shù)關(guān)鍵中有了重大突破,成功研制出大尺寸高強(qiáng)度空間太陽(yáng)能電池用耐輻照玻璃蓋片。其光譜性能和抗輻照性能優(yōu)良,機(jī)械強(qiáng)度高,與太陽(yáng)能電池匹配性好,居國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平。其中,“輻照穩(wěn)定劑引入量和價(jià)態(tài)控制”的技術(shù)突破,在玻璃的耐輻照性能和透光率這一對(duì)矛盾間達(dá)到了完美的平衡,一方面使太陽(yáng)能電池免受空間高能射線和高能粒子的輻射和轟擊,從而延長(zhǎng)太陽(yáng)能電池的使用壽命;另一方面,能使太陽(yáng)能電池板充分吸收陽(yáng)光,給飛船、衛(wèi)星等航天飛行器提供可靠的能源。“大尺寸高強(qiáng)度超薄玻璃制備技術(shù)”的技術(shù)突破,使研制的耐輻照玻璃蓋片如普通紙張般薄厚,強(qiáng)度卻又是普通玻璃蓋片數(shù)倍。目前該產(chǎn)品已經(jīng)成功應(yīng)用于“神舟”系列飛船、導(dǎo)航衛(wèi)星等領(lǐng)域,曾獲2004年國(guó)家“科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)”。
  夜視兼容機(jī)內(nèi)外照明玻璃——微光夜視儀的光線“過(guò)濾器”
  被稱作為“戰(zhàn)斗力倍增器”的微光夜視技術(shù),使人的視力不再受到夜幕限制,戰(zhàn)場(chǎng)再無(wú)白晝黑夜之分,夜戰(zhàn)部隊(duì)的信息獲取能力、機(jī)動(dòng)能力、協(xié)同能力和打擊能力成倍增長(zhǎng)。在未來(lái)的高科技戰(zhàn)爭(zhēng)中,爭(zhēng)奪制夜權(quán)將意味著使空間優(yōu)勢(shì)在時(shí)間上得到極大擴(kuò)展,對(duì)贏得戰(zhàn)略和戰(zhàn)役目的勝利具有重要影響力,世界各國(guó)都在大力發(fā)展微光夜視技術(shù)。
  然而這個(gè)“戰(zhàn)斗力倍增器”卻為飛機(jī)照明系統(tǒng)帶來(lái)了新的難題。飛機(jī)照明系統(tǒng)分為機(jī)內(nèi)與機(jī)外兩部分。普通照明在近紅外區(qū)有較高的光譜輻射,而這個(gè)區(qū)域正是夜視鏡等夜視產(chǎn)品光譜響應(yīng)區(qū)域,在夜視模式下,對(duì)夜視成像系統(tǒng)造成干擾,嚴(yán)重影響成像效果,以致無(wú)法辨認(rèn)圖像,甚至有可能導(dǎo)致夜視儀的像增強(qiáng)管在瞬間燒毀,極大地影響了夜視成像系統(tǒng)的安全可靠性。
  空中鐵騎,怎可晝行夜伏?為了保證夜視成像系統(tǒng)的可靠應(yīng)用,就必須對(duì)飛機(jī)照明系統(tǒng)進(jìn)行夜視兼容改進(jìn),即在不影響飛行員視力的情況下,使機(jī)內(nèi)外照明不含有干擾夜視成像的近紅外光譜輻射。
  作為實(shí)現(xiàn)夜視兼容的重要濾光材料,夜視兼容濾光玻璃的研究和生產(chǎn),成為一座令人生畏的技術(shù)高峰。飛機(jī)上光源的種類繁多,其光譜輻射特性也各不相同,需要不同的夜視成像系統(tǒng)濾光玻璃。然而,這些難題并沒(méi)有令建材總院的技術(shù)人員卻步。他們接過(guò)這塊硬骨頭,通過(guò)幾年的不斷研究和反復(fù)試驗(yàn),最終攻克了夜視成像系統(tǒng)“色度”、“輻亮度”和“管殼成形”等關(guān)鍵技術(shù),成功研制出高對(duì)比度濾光片和濾色管殼,在夜視成像系統(tǒng)濾光玻璃領(lǐng)域內(nèi)形成了自己的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。目前建材總院的濾色照明玻璃產(chǎn)品包括紅、綠、白三種顏色、多種形狀的多個(gè)品種,已成功裝配在多種運(yùn)輸機(jī)、直升機(jī)和戰(zhàn)斗機(jī)上。
  在創(chuàng)造輝煌事業(yè)的進(jìn)程中,在成功和失敗的考驗(yàn)中,中國(guó)建筑材料科學(xué)研究總院形成了國(guó)內(nèi)領(lǐng)先、國(guó)際一流的科研平臺(tái)和技術(shù)團(tuán)隊(duì)。面的新的發(fā)展形勢(shì),建材總院將以“科技領(lǐng)先,服務(wù)建設(shè)”為核心理念,以“軍工產(chǎn)品,質(zhì)量第一,顧客至上,滿足急需”為服務(wù)宗旨,以“占領(lǐng)域,出人才,建平臺(tái),求突破”為指導(dǎo)方針,繼續(xù)在特種玻璃領(lǐng)域開拓創(chuàng)新,不斷進(jìn)取,準(zhǔn)確把握特種玻璃的行業(yè)特點(diǎn),不斷提升自主創(chuàng)新能力,注重基礎(chǔ)研究,瞄準(zhǔn)國(guó)際高新技術(shù)前沿,研制出更多高端特種玻璃產(chǎn)品,為中國(guó)武器裝備事業(yè)的發(fā)展,為建設(shè)百年強(qiáng)國(guó)夢(mèng),為實(shí)現(xiàn)中華民族偉大復(fù)興的中國(guó)夢(mèng),譜寫新的壯麗篇章。
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