仰望星空，人類對未知世界的探索從未停息。隨著“天問一號”火星探測器的成功發射，其攜帶的火星車抵達火星后將在火星上“漫步”，進行實地觀察取樣等科考工作。作為火星“身強力壯”的保障和穩定可靠的基礎，中國科學院金屬研究所研發的多種不同碳化硅含量與基體鋁合金種類的鋁基碳化硅復合材料，在保(bao)障火星車成功(gong)抵達并能夠“健步(bu)走”扮演了重(zhong)要(yao)角色(se)。

據悉，作為我國使用鋁基(ji)復合材料占比最大的(de)航天(tian)器，中科院金屬研(yan)究所提供的(de)鋁基(ji)復合材料，加工出幾百件(jian)不同類型的(de)部件(jian)用于“天(tian)問一號”火星車(che)。

由于長距離飛(fei)行與(yu)順利入(ru)軌并著陸的(de)(de)(de)要求(qiu)(qiu)(qiu)，火(huo)星(xing)車(che)(che)的(de)(de)(de)材(cai)料首先要求(qiu)(qiu)(qiu)是‘輕(qing)’，其(qi)重量控(kong)制甚(shen)至(zhi)以克為(wei)單位；其(qi)次(ci)要求(qiu)(qiu)(qiu)它‘強’，以滿足承載(zai)和耐磨的(de)(de)(de)需求(qiu)(qiu)(qiu)；同時還(huan)要‘韌’，能(neng)滿足火(huo)星(xing)車(che)(che)在未(wei)知(zhi)的(de)(de)(de)火(huo)星(xing)表面‘服役’面臨的(de)(de)(de)沖擊、碰(peng)撞等復雜工況而不(bu)破(po)壞。但傳(chuan)統的(de)(de)(de)金(jin)屬材(cai)料很難(nan)兼顧到(dao)火(huo)星(xing)車(che)(che)的(de)(de)(de)這些需求(qiu)(qiu)(qiu)。

2015年，中(zhong)科(ke)院金(jin)屬研(yan)究所(suo)接到火星(xing)車(che)材(cai)料的研(yan)制任務。隨后，他們設(she)計(ji)出一系列新型高強、高塑、高穩定性(xing)的鋁基(ji)碳化(hua)硅復合(he)材(cai)料，并(bing)成功突(tu)破大尺寸(cun)坯料制備與成形加工技術難題，使得所(suo)研(yan)發的高強韌新型鋁基(ji)碳化(hua)硅復合(he)材(cai)料具備了應用可(ke)行(xing)性(xing)，從而為火星(xing)探(tan)測(ce)器順(shun)利(li)研(yan)制提供(gong)了有力的保(bao)障。

“與(yu)傳統鋁(lv)基碳(tan)化硅(gui)復(fu)合材料(liao)(liao)相比，新型復(fu)合材料(liao)(liao)塑(su)(su)性提升了(le)一倍以上，而(er)且具有高強度、高度各(ge)向同(tong)(tong)(tong)性、優異(yi)的耐磨(mo)性和尺寸(cun)穩定(ding)性。”中(zhong)科院金屬研(yan)究所馬宗(zong)義(yi)研(yan)究員(yuan)介紹，為了(le)滿足(zu)火星車不同(tong)(tong)(tong)部件(jian)要求，研(yan)發人員(yuan)突破了(le)大尺寸(cun)坯錠制備、塑(su)(su)性成形加工等技術瓶頸，做出了(le)不同(tong)(tong)(tong)規格的復(fu)合材料(liao)(liao)樣件(jian)。

針對火星車不同(tong)(tong)部件的(de)要求，中科院金屬(shu)研究所開發(fa)出多種不同(tong)(tong)碳(tan)化(hua)硅(gui)含(han)量與基體(ti)鋁合金種類(lei)的(de)鋁基碳(tan)化(hua)硅(gui)復合材料，這(zhe)些材料被用在火星車承載結(jie)構(gou)、機械(xie)運動機構(gou)、探(tan)測器結(jie)構(gou)等幾十種零部件中。

經(jing)過嚴苛的(de)(de)地面考核試驗(yan)，各項數據表明，中科院金(jin)屬所研(yan)制的(de)(de)新型鋁基碳化硅完全(quan)能夠滿足(zu)火(huo)星復(fu)雜地貌導(dao)致的(de)(de)沖(chong)擊、磨損等工況，相關技術方案獲得火(huo)星車設計總體(ti)單位的(de)(de)高度(du)認可(ke)。