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(jiǎn)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(lái)也不會(huì)斷裂。
即將從中國(guó)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(wú)比的“護(hù)身鎧甲”。“從神舟五號(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’。”星箭公司董事長(zhǎng)盧勇自豪地說(shuō),。
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(wèn)一號(hào)”火星探測(cè)器，星箭公司已成功配套多項(xiàng)中國(guó)航天重大工程項(xiàng)目,，1500多萬(wàn)片特種玻璃創(chuàng)造了無(wú)一瑕疵,、無(wú)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(guó)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(wèn)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(wèn)題,，并平衡各項(xiàng)“互相打架”的技術(shù)要求,，無(wú)論哪道工序都需要經(jīng)歷無(wú)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(cè)試,，找到最佳配方，然后再出產(chǎn)樣品,。由于資金不足,，無(wú)法購(gòu)買相關(guān)檢測(cè)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(cè)，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(guò)反復(fù)摸索,，星箭公司終于研發(fā)出國(guó)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(guó)第一艘載人飛船“神舟五號(hào)”,，此后廣泛應(yīng)用于中國(guó)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(guó)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(lái)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(guó)空間站總計(jì)40萬(wàn)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(guò)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(guò)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(guó)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(guó)外壟斷,，成為國(guó)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(guó)有所需,，我必為之”
走進(jìn)星箭公司的熔制車間,，就像來(lái)到了一個(gè)魔術(shù)現(xiàn)場(chǎng)：調(diào)和好的硅原料放進(jìn)熔窯，經(jīng)過(guò)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(lái),，沒(méi)有引進(jìn)過(guò)國(guó)外設(shè)備,，沒(méi)有購(gòu)買過(guò)國(guó)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(lái)的,。”盧奕霖頗為驕傲地說(shuō)，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(zhǎng)為中國(guó)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(jìng)爭(zhēng)和發(fā)展主動(dòng)權(quán),。”盧勇至今仍對(duì)打破二次表面鏡玻璃基片國(guó)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(guó)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(guó)外“卡脖子”問(wèn)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(guó)產(chǎn)量產(chǎn),。“當(dāng)時(shí)，與會(huì)的航天專家緊緊握著我的手說(shuō),，終于不需要進(jìn)口了,，咱們國(guó)家有底氣了,。”盧勇說(shuō)，星箭公司的產(chǎn)品價(jià)格每片30多元,，僅為國(guó)外同類產(chǎn)品的十分之一,，至今已累計(jì)為國(guó)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(yíng)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(guó)的航天器飛得更高、更遠(yuǎn),。國(guó)有所需，我必為之,。不講條件,，不計(jì)代價(jià)。”
