嫦娥五号“载土而归”！一起了解陶瓷材料在航空航天上的应用

北京时间12月17日1时59分，嫦娥五号返回器在内蒙古四子王旗预定区域成功着陆，标志着中国首次月球采样返回任务圆满完成。

作为我国复杂度最高、技术跨度最大的航天系统工程，嫦娥五号任务实现了我国首次月面采与封装、月面起飞、月球轨道交会对接、携带样品再入返回等多项重大突破，其成功实施标志着我国探月工程“绕、落、回”三步走规划如期完成。

我们都知道，航空航天领域对材料性能的要求十分严格，所选用的材料必须具备高温强度、良好的断裂韧性、高硬度、高介电强度、出色耐热冲击性和摩擦学性能，能确保优异的机械可靠性、耐热性和耐磨性等。

其中高科技陶瓷广泛的应用于航空航天器材中。下面，我们一起了解下陶瓷材料在我国航空航天领域的部分应用。

压电陶瓷

要对月球表面进行成像与成像分析，一定少不了红外成像光谱仪，控制它工作的是一个高性能超声电机。只有46克的超声电机重量仅为传统电机的1/10。压电陶瓷作为超声电机的“心脏”，能保证超声电机电力强劲，并能经受月球大的温差。这项技术首次被应用于“玉兔号”，此次嫦娥五号正是应用了这种压电陶瓷。

高致密碳化硅特种陶瓷材料

在嫦娥三号月基光学望远镜中，主镜、次镜和指向镜，均由上海硅酸盐所研制。由上海硅酸盐所研制的高致密碳化硅特种陶瓷材料，因其质量轻、热导率高，面型稳定性好，可在零下20摄氏度至40摄氏度的温度下稳定工作，即使因热胀冷缩引起的变形也微乎其微的特点。

陶瓷基板

在火箭突破大气层时，会出现一个很大的外部摩擦力，从而影响内部的各种传感器，温度、压力等传感器最受影响。从外部传来的不仅有很大的力，还会产生大量的热。在压力传感器中，其精度是非常重要的，如果内部电路板因外力受损，那这个压力传感器也就意味着废掉了。而氧化锆陶瓷基板凭着其很高的耐磨性与抗压性，不会出现损坏。

陶瓷轴承

陶瓷轴承是在航空航天产业中使用较为广泛的一种产品，具有耐高温、耐寒、耐磨、耐腐蚀、抗磁电绝缘、高转速等特性。陶瓷轴承针对航空航天工业中恶劣环境下的调整、重载、低温、无润滑工况而开发，是新材料、新工艺、新结构的完美结合。

纳米陶瓷铝合金

由上海交通大学研制的纳米陶瓷铝合金，结合了陶瓷与铝的优点，强度和刚度甚至超过了拥有“太空金属”之称的钛合金，已被应用于天宫一号、天宫二号、量子卫星、气象卫星等关键部件。

陶瓷隔膜材料

为了延长卫星电池寿命必须使用陶瓷隔膜材料。

陶瓷隔膜是采用优质陶土，瓷土和稀土等复合材料经真空细密混合成型，然后高温烧结而成，能耐强酸、强碱，在铬酸槽液中不溶解。

如今陶瓷材料越来越多的被应用于科技领域如电子、通讯、能源、交通、宇宙探索等，陶瓷工艺也在不断地向科技化、智能化发展。