上海硅酸鹽所聯(lián)合中科院國家空間科學(xué)中心、中國航天科技集團(tuán)蘭州空間技術(shù)物理研究所、中科院沈陽自動化所、中科院金屬所，牽頭承擔(dān)了空間站高溫材料實(shí)驗柜任務(wù)。空間站高溫材料實(shí)驗柜由控制模塊、高溫爐模塊、批量樣品管理模塊、X射線透射成像模塊組成，是集材料制備、加工、原位檢測、實(shí)時觀察和診斷于一體的綜合性自動化實(shí)驗系統(tǒng)。團(tuán)隊經(jīng)過六年攻關(guān)，攻克了低功耗高效長壽加熱技術(shù)、高溫材料制備溫場精確控制技術(shù)、批量樣品自動化管理技術(shù)、X射線透射成像實(shí)時觀察技術(shù)、多功能樣品盒在線測量技術(shù)、旋轉(zhuǎn)磁場、主動冷卻等多項關(guān)鍵技術(shù)，研制了初樣電性件、初樣鑒定件和正樣產(chǎn)品。高溫材料柜最高加熱溫度達(dá)1600℃、溫度穩(wěn)定度±0.25℃、最大溫度梯度150℃/cm、批量自動化管理16支樣品等多項技術(shù)指標(biāo)優(yōu)于國際空間站同類實(shí)驗裝置。X射線透射成像實(shí)時觀察是高溫材料柜的特色，是國際上首次在空間站上行X射線實(shí)驗裝置，并達(dá)到了20fps成像速率下5um的分辨率先進(jìn)技術(shù)指標(biāo)，可實(shí)現(xiàn)材料熔融凝固過程的動態(tài)實(shí)時成像與實(shí)時觀察。高溫材料實(shí)驗柜支持在太空中開展高溫金屬與合金材料、先進(jìn)半導(dǎo)體材料、功能晶體材料、陶瓷及復(fù)合材料、納米材料、生物材料、能源材料、新型材料等研究主題。首批上行中科院金屬所、半導(dǎo)體所、上海硅酸鹽所、清華大學(xué)、上海交通大學(xué)、西北工業(yè)大學(xué)等16支科學(xué)實(shí)驗樣品。上海硅酸鹽所高溫材料實(shí)驗柜研制團(tuán)隊對每個上行樣品在地面進(jìn)行了大量的匹配實(shí)驗，并設(shè)計了具有抗力學(xué)振動功能的3個高溫材料樣品貨包。首批樣品完成在軌試驗后，有望獲得若干具有價值的原創(chuàng)性的空間科學(xué)研究結(jié)果。
高溫材料科學(xué)實(shí)驗柜正樣交付測試
工程師檢查高溫材料科學(xué)實(shí)驗柜高溫爐模塊電裝
研制的夢天實(shí)驗艙用高溫隔熱屏具備重量輕、真空當(dāng)量導(dǎo)熱系數(shù)低等特點(diǎn)，有效解決了夢天實(shí)驗艙發(fā)動機(jī)熱隔絕的難題，保障了實(shí)驗艙的正常工作。同時，為解決夢天實(shí)驗艙內(nèi)部功率設(shè)備散熱的難題，艙體外表面大面積應(yīng)用了KS-ZA無機(jī)白漆熱控涂層，作為夢天實(shí)驗艙表面散熱的皮膚。此外，研制的耐輻照舷窗玻璃、太陽翼展開機(jī)構(gòu)鈦合金微弧氧化熱控耐磨涂層以及載荷適配器光亮陽極氧化涂層也在夢天實(shí)驗艙得到應(yīng)用。
研制的高導(dǎo)熱氮化鋁絕緣散熱陶瓷組件（關(guān)重件）解決了問天實(shí)驗艙、夢天實(shí)驗艙大功率滾環(huán)模塊電傳輸裝置因熱耗散引起的傳輸效率下降問題，保證了實(shí)驗艙主太陽翼發(fā)電收集效率，為后期空間站在軌試驗提供電能保障。
大功率滾環(huán)模塊用高導(dǎo)熱絕緣氮化鋁陶瓷組件
在長征五號B火箭用材料保障方面，上海硅酸鹽所研制的耐磨涂層應(yīng)用于火箭發(fā)動機(jī)渦輪泵端面動密封，滿足了高速、高壓、富氧、寬溫域交變熱沖擊等苛刻磨損服役要求，實(shí)現(xiàn)了涂層耐磨與密封一體化。
研制的高溫壓電陶瓷應(yīng)用于搭載夢天艙的長征五號B遙四運(yùn)載火箭遙測系統(tǒng)。
據(jù)悉，我國空間站建造已進(jìn)入收官階段。夢天實(shí)驗艙任務(wù)后，還將實(shí)施天舟五號、神舟十五號飛行和神舟十四號返回等任務(wù)，完成空間站建造。
