【原创】石英玻璃，“闪耀太空”

中国粉体网讯  2024年6月4日，携带月球样品的嫦娥六号上升器自月球背面起飞，随后成功进入预定环月轨道，嫦娥六号完成世界首次月球背面采样和起飞。这一喜讯传来的同时，一种材料也引起了广泛的关注，那就是高纯石英玻璃。

什么是石英玻璃？

石英玻璃的成分为二氧化硅，具有独特而优异的性能，如透过率高、光学均匀性优异、热膨胀系数低、耐热性好、化学稳定性高、电绝缘性能和耐激光损伤性能好等特点，被誉为“玻璃之王”，是半导体、光通信、光伏、光学仪器、核工业、国防军工领域不可替代的关键原材料。

石英玻璃的主要性能

石英玻璃材料分为天然石英玻璃和合成石英玻璃，主要制备方法包括电熔法、气炼法以及化学合成法，纯度和不同杂质含量决定其应用领域。石英玻璃由高纯度的二氧化硅组成，一般以棒、管、片或锭的形态保存，目前产业内主要竞争者包括国外的迈图科技、贺利氏、东曹、昆希，以及国内的菲利华、石英股份等。

石英玻璃在航空航天领域的应用

石英玻璃的密度小，抗压能力强且光学性能好，满足太空窗口材料滤紫外耐辐射的要求，避免高能射线照射下形成“色心”，被广泛应用于卫星及宇宙飞船，耐辐照的石英玻璃可以有效控制航天器姿态，高强度抗辐照玻璃盖片能为宇宙飞船的太阳能电池能源系统提供有效保护。

低渗氦耐辐照高纯石英玻璃

来源：中国建材总院供图

中国建材总院所属石英院制造的耐辐照石英玻璃，具有耐宇宙射线截紫外的功能，特别适用于高轨卫星的太阳敏感器光学窗口，具有在轨服役时间长、性能稳定等优点。这种耐辐照石英玻璃在“嫦娥”“北斗”“神舟”都有应用。此次中国建材所属中国建材总院北分石英所研制的低渗氦耐辐照高纯石英玻璃更是首次应用于嫦娥六号上升器激光陀螺仪。作为激光出射窗口和在线监测窗口，低渗氦耐辐照高纯石英玻璃经受住了宇宙极端环境的考验，不仅能够有效抵御宇宙射线的强烈辐照，还具备高膨胀系数适配性，能够阻挡氦气的扩散，确保了激光陀螺仪对角速度测量的高精度，进而保证了飞行定位准确性，使得探测器能在月球的极端条件下稳定作业，为采样任务的圆满完成提供了有力的技术支撑。

作为航天系统的光学石英玻璃供应商，中国建材总院石英人将严格控制材料性能，以过硬的技术与产品质量持续为我国卫星、飞船等各类航天器提供关键材料保障，确保空间应用可靠性。近年来，耐辐照石英玻璃一次次飞向太空，为我国遥感卫星、载人航天、探月探火等重大工程立下汗马功劳。

另外，石英玻璃纤维和以石英玻璃纤维为基材的复合材料具有强度高、膨胀系数小、介电常数和介电损耗小、耐腐蚀与可设计性能好等特点，具备优良的耐高温、耐烧蚀、高透波与电绝缘性能，是广泛应用于航空航天与海洋装备领域的功能性材料及制品。

菲利华石英玻璃纤维

国内航空航天领域用石英玻璃纤维的主导供应商菲利华，公司不但生产石英玻璃棉、石英玻璃纤维纱、石英玻璃纤维布、石英玻璃纤维套管等石英玻璃纤维材料系列产品，还具备了2.5D和3D机织、编织、缝合、针刺预制件的生产能力，并成功研发了防隔热功能复合材料结构件、特种绝缘功能复合材料制品等复合材料产品。公司是全球少数具有石英玻璃纤维量产能力的制造商之一，是国内航空航天领域石英玻璃纤维主导供应商，拥有石英玻璃纤维材料、石英玻璃纤维立体编织材料、以石英玻璃纤维为基材的复合材料结构件的完整产业链。

总之，石英玻璃是国家战略性新兴产业和航空航天等国防领域发展中不可或缺的重要基础性材料，相信未来这种材料将为中国航天事业贡献更多力量。

参考来源：

中国建材报.中国建材总院：“嫦娥”带着我们的新材料探月“挖土”归来

科技日报.低渗氦耐辐照高纯石英玻璃助力嫦娥六号探月挖“宝”

张萌等.对石英玻璃产业高质量发展的几点思考

马千里.高纯石英玻璃制备过程的研究和工艺优化

菲利华官网、菲利华年报、中国粉体网等

（中国粉体网编辑整理/初末）

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