特種玻璃助力中國夢的實現(xiàn)
發(fā)布者： 創(chuàng)世強(qiáng) 時間：2015-11-03
特種玻璃是通過光、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，世界各國越來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)水平已成為一個國家材料發(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。中國建筑材料科學(xué)研究總院是我國先進(jìn)無機(jī)非金屬材料的主要科研單位，從50年代建院起，圍繞國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)軍工科研項目、科技攻關(guān)和863項目等百余項，獲得國家級、部級科技進(jìn)步獎30多項，陸續(xù)研制出上百品種特種玻璃新產(chǎn)品，取得了幾十項原創(chuàng)性成果，填補(bǔ)了多項國內(nèi)空白，為中國航空、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，為實現(xiàn)中華民族的強(qiáng)國夢、飛天夢作出了重要貢獻(xiàn)。
中國建筑材料科學(xué)研究總院特種玻璃的研發(fā)團(tuán)隊遵循應(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，立足國防建設(shè)需求，不斷提高中國特種玻璃制備技術(shù)，攻克多項技術(shù)難關(guān)，在紅外整流罩玻璃、抗輻照玻璃蓋片、無堿玻璃、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，下面簡要介紹幾種典型的特種玻璃及其在國防中的應(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、地面部隊及各種裝備、空中的飛機(jī)、導(dǎo)彈，都會散發(fā)熱量，產(chǎn)生紅外輻射。利用紅外光電探測系統(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，能夠及時發(fā)現(xiàn)危險情況、判別微小目標(biāo)、探測制導(dǎo)武器系統(tǒng)、識別敵人的某些偽裝，及時提供有關(guān)信息。隨著無人駕駛飛機(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)的作用承受空氣動力的負(fù)荷，防止雨點、沙粒等對探測系統(tǒng)的侵蝕破壞；而且要不影響視力即在實現(xiàn)保護(hù)功能的同時，不能造成紅外探測與跟蹤、熱成像、紅外制導(dǎo)等紅外性能的損失。
高性能帶來的是高要求。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外壟斷，滿足武器型號配套需求，建材總院承擔(dān)了相關(guān)型號工程機(jī)載設(shè)備材料國產(chǎn)化任務(wù)。經(jīng)過十幾年不懈的努力，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)點的機(jī)載紅外雷達(dá)整流罩玻璃，滿足了相關(guān)武器型號對紅外整流罩等大尺寸紅外玻璃材料的配套需求，結(jié)束了對國外的進(jìn)口依賴，填補(bǔ)了國內(nèi)空白。目前大尺寸紅外整流罩各項技術(shù)指標(biāo)達(dá)到國際領(lǐng)先水平，形成穩(wěn)定生產(chǎn)能力，已經(jīng)成功應(yīng)用于多種型號戰(zhàn)機(jī)光電探測系統(tǒng)，為中國戰(zhàn)機(jī)的跟蹤、瞄準(zhǔn)和紅外制導(dǎo)等技術(shù)的實現(xiàn)提供了重要保障。該成果于2011年通過國防科工局的成果鑒定，已申請國防專利一項、國家發(fā)明專利三項。
耐輻照玻璃蓋片空間用太陽能電池翼帆的護(hù)身鎧甲
空間能源是空間平臺的動力保障，沒有可靠的能源供應(yīng)，航天器將無法正常工作和運行。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)要求也越來越高，質(zhì)量輕、壽命長、功率大已成為空間能源的發(fā)展趨勢。因此，作為空間能源心臟的太陽能電池也必須在輕質(zhì)、大面積、高轉(zhuǎn)換率、長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行過程中需要的能源主要由太陽能電池帆板提供。進(jìn)入太空后，隨著帆板展開，安裝在上面的太陽能電池將為航天器運行提供電能。由于太空中高能粒子以及各種射線會傷害到帆板，嚴(yán)重影響電池的效能和使用壽命。為了提高太陽能電池的安全性和可靠性，就需要為太陽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，過去都是以昂貴的價格從國外進(jìn)口。
然而中國建筑材料科學(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)過多年努力，在多項耐輻照玻璃生產(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，與太陽能電池匹配性好，居國內(nèi)領(lǐng)先水平。其中，輻照穩(wěn)定劑引入量和價態(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矛盾間達(dá)到了完美的平衡，一方面使太陽能電池免受空間高能射線和高能粒子的輻射和轟擊，從而延長太陽能電池的使用壽命；另一方面，能使太陽能電池板充分吸收陽光，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年國家科技進(jìn)步二等獎。
夜視兼容機(jī)內(nèi)外照明玻璃微光夜視儀的光線過濾器
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)場再無白晝黑夜之分，夜戰(zhàn)部隊的信息獲取能力、機(jī)動能力、協(xié)同能力和打擊能力成倍增長。在未來的高科技戰(zhàn)爭中，爭奪制夜權(quán)將意味著使空間優(yōu)勢在時間上得到極大擴(kuò)展，對贏得戰(zhàn)略和戰(zhàn)役目的勝利具有重要影響力，世界各國都在大力發(fā)展微光夜視技術(shù)。
然而這個戰(zhàn)斗力倍增器卻為飛機(jī)照明系統(tǒng)帶來了新的難題。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，對夜視成像系統(tǒng)造成干擾，嚴(yán)重影響成像效果，以致無法辨認(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，這些難題并沒有令建材總院的技術(shù)人員卻步。他們接過這塊硬骨頭，通過幾年的不斷研究和反復(fù)試驗，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。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、多種形狀的多個品種，已成功裝配在多種運輸機(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中，中國建筑材料科學(xué)研究總院形成了國內(nèi)領(lǐng)先、國際一流的科研平臺和技術(shù)團(tuán)隊。面的新的發(fā)展形勢，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，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，不斷提升自主創(chuàng)新能力，注重基礎(chǔ)研究，瞄準(zhǔn)國際高新技術(shù)前沿，研制出更多高端特種玻璃產(chǎn)品，為中國武器裝備事業(yè)的發(fā)展，為建設(shè)百年強(qiáng)國夢，為實現(xiàn)中華民族偉大復(fù)興的中國夢，譜寫新的壯麗篇章。
文章整理：玻璃磨邊機(jī) http://m.139igou.cn/NewClass-5-1.html
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