走向世界的“河北造” | 玻璃“飛”上天：為中國航天器披上“護(hù)身鎧甲”

　　河北經(jīng)濟(jì)日?qǐng)?bào)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(hù)的玻璃。更讓人驚訝的是，這種玻璃抗彎強(qiáng)度還很高，即使對(duì)折起來也不會(huì)斷裂。

　　即將從中國空間站返航的神舟十八號(hào)載人飛船，就“穿”了9000多片這種薄如蟬翼卻堅(jiān)韌無比的“護(hù)身鎧甲”?！皬纳裰畚逄?hào)到神舟十八號(hào)，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(shí)驗(yàn)室到“天問一號(hào)”火星探測器，星箭公司已成功配套多項(xiàng)中國航天重大工程項(xiàng)目，1500多萬片特種玻璃創(chuàng)造了無一瑕疵、無一質(zhì)量差錯(cuò)的紀(jì)錄。閃耀太空的“河北智造”，為航天器披上了中國人自己的“護(hù)身鎧甲”。

　　星箭公司產(chǎn)品展廳里擺放的“嫦娥三號(hào)”巡視器模型。“嫦娥三號(hào)”巡視器的能源、溫控、照明系統(tǒng)上應(yīng)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(jì)日?qǐng)?bào)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(shè)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(dāng)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(huì)造成抗輻照能力不足，產(chǎn)品也易碎。同時(shí)，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(guān)，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(biāo)準(zhǔn)更高。為了解決抗輻照問題，并平衡各項(xiàng)“互相打架”的技術(shù)要求，無論哪道工序都需要經(jīng)歷無數(shù)次失敗的考驗(yàn)。

　　研發(fā)團(tuán)隊(duì)先從配方開始，用小實(shí)驗(yàn)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(guān)檢測設(shè)備，模擬不了太空中的超低溫、強(qiáng)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(duì)產(chǎn)品進(jìn)行改進(jìn)完善。

就這樣，一次次失敗，一次次實(shí)驗(yàn)，一次次突破……經(jīng)過反復(fù)摸索，星箭公司終于研發(fā)出國內(nèi)領(lǐng)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(hào)”，此后廣泛應(yīng)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(duì)這種“護(hù)身鎧甲”的要求越來越高。星箭公司鉚著一股勁，下決心攻堅(jiān)克難，哪怕一片玻璃減重0.03克，中國空間站總計(jì)40萬片這樣的玻璃，就累計(jì)減重達(dá)12公斤。

　　減重必須將玻璃再削薄。他們先是通過改進(jìn)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(xué)玻璃。

　　 0.01毫米大概是頭發(fā)絲直徑的十分之一，這相當(dāng)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(lǐng)團(tuán)隊(duì)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(jìn)精磨精拋工藝，終于把耐高溫光學(xué)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(jì)錄。

　　2023年初，星箭公司又研發(fā)出0.009毫米超薄耐高溫光學(xué)玻璃。它薄如蟬翼，卻堅(jiān)如鎧甲，耐得住瞬間1200℃高溫，成為國內(nèi)光學(xué)玻璃領(lǐng)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(tuán)隊(duì)不斷刷新著特種光學(xué)玻璃超薄紀(jì)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(lǐng)域響當(dāng)當(dāng)?shù)呐蓬^兵。 

 星箭公司的自動(dòng)化光學(xué)加工車間。星箭公司供圖

　　“國有所需，我必為之”

　　走進(jìn)星箭公司的熔制車間，就像來到了一個(gè)魔術(shù)現(xiàn)場：調(diào)和好的硅原料放進(jìn)熔窯，經(jīng)過30個(gè)小時(shí)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(jìn)過國外設(shè)備，沒有購買過國外技術(shù)。從窯爐建造到玻璃配方，都是自己一點(diǎn)點(diǎn)摸索出來的。”盧奕霖頗為驕傲地說，公司研發(fā)生產(chǎn)團(tuán)隊(duì)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(xué)。為全面提高技術(shù)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(gè)家庭小作坊式企業(yè)，逐步成長為中國航天科技集團(tuán)空間用抗輻照玻璃蓋片唯一合格供應(yīng)商、工信部專精特新“小巨人”企業(yè)。目前公司擁有12項(xiàng)發(fā)明專利、2項(xiàng)實(shí)用新型專利。

　　“只有把核心技術(shù)牢牢掌握在自己手里，才能真正掌握競爭和發(fā)展主動(dòng)權(quán)?！北R勇至今仍對(duì)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(jià)格從國外進(jìn)口，不但價(jià)格昂貴，質(zhì)量還難以保證。星箭公司科研團(tuán)隊(duì)從配方到制造工藝進(jìn)行反復(fù)實(shí)驗(yàn)，最終研發(fā)成功，解決了國外“卡脖子”問題。2010年這項(xiàng)重要科技創(chuàng)新成果在北京發(fā)布，從此這種玻璃基片實(shí)現(xiàn)了國產(chǎn)量產(chǎn)?！爱?dāng)時(shí)，與會(huì)的航天專家緊緊握著我的手說，終于不需要進(jìn)口了，咱們國家有底氣了?！北R勇說，星箭公司的產(chǎn)品價(jià)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(jì)為國家節(jié)約資金5億元。

　　2018年11月1日，習(xí)近平總書記主持召開民營企業(yè)座談會(huì)，盧勇是發(fā)言者之一?；貞浧甬?dāng)時(shí)的情景，盧勇依然激動(dòng)不已，“我們要永遠(yuǎn)保持創(chuàng)業(yè)的激情，堅(jiān)持創(chuàng)新不停步，助力中國的航天器飛得更高、更遠(yuǎn)。國有所需，我必為之。不講條件，不計(jì)代價(jià)。”