“獨門秘技”造國產太空反射鏡 “輕量化碳化硅反射鏡材料研制及應用”獲市技術發明一等獎

　　有一張非同尋常的“餅”，目前國內唯有中科院上海硅酸鹽研究所江東亮院士的課題組會“攤”，而且“攤”得好。這張“餅”用的不是小麥粉，而是碳化硅粉體。同時，“餅”要攤得大，直徑超過1米；要攤得薄，厚度只有幾毫米；要攤得均勻致密，從里到外不能有超過50微米的缺陷；還要攤得弧度優美、長期保持不變形……

　　江東亮帶領課題組花費了十多年，摸索出了從“和面”、壓制、燒結，到打磨、檢測的全套技術訣竅，攤出了這張能用作大型光學系統反射鏡的“餅”。在昨天的上海市科技獎勵大會上，這項成果獲得市技術發明獎一等獎。

　　

　　“和面攤餅”獨辟蹊徑

　　碳化硅又稱金剛砂。它是種好材料，化學性能穩定、導熱快、受熱變形小。但用它燒制的陶瓷，與其他陶瓷有個相同的毛病：表面略有損壞，就容易斷裂、破碎。從1977年開始，江東亮就致力于這個領域研究。很多年，他一直在琢磨：怎樣才能讓碳化硅陶瓷任憑加工而不破碎？

　　很多國家的材料學家都做過嘗試，但結果總不夠完美：用常規技術調出的“面”里“疙瘩”太多，結果燒制出的素坯中有氣孔；美國、前蘇聯的反應燒結方法有缺陷，燒出的坯體容易出現缺陷，容易開裂……

　　2001年，江東亮和課題組一起首次提出一種新方案：直接用經過改性的碳化硅粉體。借助獨家摸索的燒結助劑，他把碳化硅超細粉末調制得細膩均勻，倒進模具里，猶如水銀瀉地般流暢。“粉調得勻，燒出的坯體才能延展得很薄，內部缺陷才會少。”他告訴記者，在燒制過程中，他們精確控制爐溫——在高達2000多度的煅燒爐內，任何地方的溫差都被控制在5℃以內，“這保證碳化硅‘大餅’不會卷邊、翻翹，烤出需要的弧度。”

　　粉體還要經過上萬噸液壓機的壓制，才能得到素坯。這才算完成了第一步。接下來，素坯要被送上數控機床進行輕量化精密加工。碳化硅的硬度僅次于金剛鉆，而加工精度又以微米計，打磨所用刀具、加工控制程序都得由課題組設計。最后，才能進行致密燒結和最終精密加工。

　　

　　國產化的突破

　　人類送上太空的望遠鏡口徑越來越大，分辨率也越來越高。反射鏡若還用玻璃做，就會成為火箭“難以承受之重”。歐洲新發射的赫歇爾望遠鏡，口徑3.5米，如果用玻璃做反射鏡，重量將達到1.5噸，改用碳化硅，反射鏡重量則驟降到300公斤。

　　2009年，第一批全國產的碳化硅反射鏡隨衛星上天，表現出了優異性能。在上天的反射鏡中，每套光學系統的技術參數各不相同，對反射鏡的要求也千差萬別，江東亮將這比作“炒小鍋菜”，加工工序全部都要度身定制。很多活兒幾乎都是研究人員親自做，招聘的數控機床操作工人也是挑了又挑。

　　今年75歲的江東亮已讓學生執掌了研究的主力，自己更多做顧問工作。但他的科學設想還在延伸：能否把已經很薄的反射鏡做成空心的？能否使鏡面在太空中實現自主調節？如何發展新材料、新技術，把反射鏡口徑做得更大？“科研總在不斷前進，我一輩子也做不完，希望現在的年輕人在這個領域不斷推進。”