中國網(wǎng)/中國發(fā)展門戶網(wǎng)訊 6月2日至3日，嫦娥六號順利完成在月球背面南極-艾特肯盆地的智能快速采樣，并按預定形式將珍貴的月球背面樣品封裝存放在上升器攜帶的貯存裝置中。由中國科學院金屬所研制的鋁基復合材料鉆桿和輕質(zhì)鋁合金取芯管在嫦娥五號獲得成功應用后，本次在嫦娥六號首次月球背面采樣中繼續(xù)成功應用。

據(jù)介紹，和嫦娥五號任務相同，嫦娥六號也要進行“鉆取”和“表取”兩種采樣方式。鉆取采樣裝置設計長度為2.5米，一共有三層結構，最外層是可以旋轉(zhuǎn)鉆進的外鉆桿。緊靠外鉆桿的是取芯管。取芯管的外面包裹著一條長長的袋子，叫取芯袋。當鉆頭向下鉆進時，取芯袋也會跟隨著取芯管向下運動，而鉆取到的月壤巖芯則會被頂進袋內(nèi)，這個過程有點像“穿襪子”。取樣后的取芯袋以纏繞的方式，存放在鉆取初級密封裝置上。

鋁基復合材料鉆桿

外鉆桿由中國科學院金屬所材料制備與加工研究部馬宗義團隊研制的碳化硅顆粒增強鋁基復合材料制造，是月球鉆取采樣機構中的關鍵部件。團隊通過研發(fā)鋁基復合材料大尺寸坯錠及多道次變形加工工藝，研制出高強韌鋁基復合材料擠壓棒材、鍛件和厚壁管材，實現(xiàn)材料性能和穩(wěn)定性的大幅提升。尤其針對鉆桿用材開展材料高取向微觀結構設計，在保證耐磨性的同時，實現(xiàn)材料高強塑性匹配，先后突破了復合材料內(nèi)孔高精度、高直線度加工、熱處理強化與矯直等關鍵技術，研制的鉆桿耐磨性和強度可與鋼材媲美，實現(xiàn)減重65%。

輕質(zhì)鋁合金外護管和芯管

取芯管采用了中國科學院金屬所特種合金研究部姜海昌團隊研制的兩種輕質(zhì)異形鋁合金制造。為應對月球背面取土，整體裝備的重量進一步減輕，鋁合金管材的結構設計非常復雜，對材料性能和加工制備工藝提出了嚴苛的要求。團隊克服了項目工期時間短、管材性能要求高、尺寸精度嚴苛、制造工藝復雜等一系列難題，突破了薄壁管材彈性回彈與尺寸精度之間的制約關系，利用新型高強鋁合金研制了具有輕量化結構的外護管和芯管零部件，部件的性能和尺寸滿足設計要求，為嫦娥六號月背自動采樣任務提供保障。