塑性提升强度增强 新型铝基碳化硅复合材料为火星车保驾护航

仰望星空，人类对未知世界的探索从未停息。随着“天问一号”火星探测器的成功发射，其携带的火星车抵达火星后将在火星上“漫步”，进行实地观察取样等科考工作。作为火星“身强力壮”的保障和稳定可靠的基础，中国科学院金属研究所研发的多种不同碳化硅含量与基体铝合金种类的铝基碳化硅复合材料，在保障火星车成功抵达并能够“健步走”扮演了重要角色。

据悉，作为我国使用铝基复合材料占比最大的航天器，中科院金属研究所提供的铝基复合材料，加工出几百件不同类型的部件用于“天问一号”火星车。

由于长距离飞行与顺利入轨并着陆的要求，火星车的材料首先要求是‘轻’，其重量控制甚至以克为单位;其次要求它‘强’，以满足承载和耐磨的需求;同时还要‘韧’，能满足火星车在未知的火星表面‘服役’面临的冲击、碰撞等复杂工况而不破坏。但传统的金属材料很难兼顾到火星车的这些需求。

2015年，中科院金属研究所接到火星车材料的研制任务。随后，他们设计出一系列新型高强、高塑、高稳定性的铝基碳化硅复合材料，并成功突破大尺寸坯料制备与成形加工技术难题，使得所研发的高强韧新型铝基碳化硅复合材料具备了应用可行性，从而为火星探测器顺利研制提供了有力的保障。

“与传统铝基碳化硅复合材料相比，新型复合材料塑性提升了一倍以上，而且具有高强度、高度各向同性、优异的耐磨性和尺寸稳定性。”中科院金属研究所马宗义研究员介绍，为了满足火星车不同部件要求，研发人员突破了大尺寸坯锭制备、塑性成形加工等技术瓶颈，做出了不同规格的复合材料样件。

针对火星车不同部件的要求，中科院金属研究所开发出多种不同碳化硅含量与基体铝合金种类的铝基碳化硅复合材料，这些材料被用在火星车承载结构、机械运动机构、探测器结构等几十种零部件中。

经过严苛的地面考核试验，各项数据表明，中科院金属所研制的新型铝基碳化硅完全能够满足火星复杂地貌导致的冲击、磨损等工况，相关技术方案获得火星车设计总体单位的高度认可。(郝晓明)