李文静:攻坚克难 实现航天科技自强

  • 文章来源: 科技工作者之家 发布时间: 2023/4/20 14:41:00
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      她,用十余载青春勇闯气凝胶隔热材料技术无人区

     

      2010年,材料学出身的李文静,从德国亚琛工业大学博士后工作站出站回国,来到中国航天科工集团有限公司三〇六研究所(下称三〇六所),参与气凝胶材料的研发。

     

      长征五号运载火箭是气凝胶材料在深空探测领域中最早的应用项目。长征五号发动机在运行过程中,燃气管路的工作温度高、空间狭小、结构复杂,产生的大量余热可能会导致周边电子器件发生故障,因而需要使用高效热防护材料规避这一问题。

     

      当时,我国气凝胶材料为中温型。面对国之所需,我国航天热防护材料必须向耐高温材料进军。根据国内外公开文献,我们了解到国际上的热防护材料技术同样为中温型,没有前车可鉴,只能自主攻关。李文静坚定地说。

     

      气凝胶材料隔热技术的突破,并非改进性的技术,须从源头开始创新。对于李文静和团队而言,每一步都是在摸着石头过河。

     

      最终,我们通过定制化研制的高性能纳米气凝胶材料隔热毡产品成功解决了这一问题,凭借新型气凝胶材料轻薄的形态、优异的隔热性能及贴合度,有效地保证了长征五号运载火箭发动机燃气管路周边电子器件的稳定运行。李文静表示。

     

      期间,围绕气凝胶材料制备技术,三〇六所提交的一种高性能隔热材料及其制备方法专利申请获得授权。2018年,该专利获得中国专利金奖。

     

      随着我国大力发展航天事业,航天装备日新月异,如天问一号面临火星复杂特殊的热环境,其热防护材料研制难度是历来深空项目中最大的。在火星落火阶段,天问一号着陆器采用软着陆方式,后期需要采用反推发动机点火进行减速,其工作时的喷口火焰温度将达到1000℃以上,需要采用更加轻质的气凝胶隔热材料保护设备不受高温侵蚀。

     

      在巡火阶段,火星夜间最低温度在零下60℃以下,需要高效的保温结构来维持火星车内部设备的稳定运行,同时在重量上还要最大限度地减轻能源系统负担,因此需要整体密度不大于30mg/cm3的超轻气凝胶隔热材料。

     

      针对天问一号需求,李文静团队重新设计了一套技术方案,但需要特殊原材料才能实现。于是,团队到全国各地寻找原材料,但找回来的却都达不到理想效果。

     

      没有现实可用的原材料,那就自己研发。从原材料研发到制造设备,李文静和前辈们用了近5年的时间,终于建立了耐高温和超低密度两个系列的高性能气凝胶材料体系,确保了任务的顺利完成。

     

      目前,团队已经掌握了气凝胶结构可控制设备和工程应用的全套技术,并拥有自主知识产权,创新成果先后获得国家科技进步二等奖、国防技术发明一等奖。

     

      一项又一项成绩是李文静与团队成员用坚持和青春奉献换来的。如何平衡工作与家庭?他们的答案是:舍小家为大家的家国情怀。

     

      航天情怀在身,奔赴星辰不止,他们用行动践行着航天报国的初衷。李文静家里的两个孩子在单位门口学校上学,她却很少抽出时间接送孩子。时间长了,孩子反而变得更加独立,从上小学三年级开始就能自己坐公交车上学、自己写作业,还时不时提醒李文静工作不要太累……对于孩子的成长,李文静倍感欣慰。

     

      航天事业的高质量发展需要我们共同发力。李文静说,对气凝胶等材料,他们已提出了更高性能、更多功能的研究目标。气凝胶材料薄了,占用面积小了,飞行器里面就能容纳装更多的设备;重量轻了,也减少了飞行器能耗。

     

      奋斗是青春最亮丽的底色。在探索浩瀚宇宙的征途中,李文静与团队勇于创新突破,用矢志不渝的航天精神刷新着气凝胶材料的抗温新高度。在逐梦太空的征途上发出青春的夺目光彩,为我国航天科技实现高水平自立自强立新功。(刘 娜)

     

     

      (编辑:刘珊)