近年來,中國的國防軍工業發生了翻天覆地的變化,在技術、工藝等方面的發展迅速,也擺脫了資金等方面的制約。不僅如此,還取得了舉世矚目的成就——中國已經建立起一個可以自主研發高科技武器平臺的國防工業體系,而且基本實現了自給自足。
其中,先進隱身戰機(殲-20、殲-31)、航母(正在建造中的002型國產航母、第三艘、第四艘……)、隱身無人機(翼龍-2等)以及新一代洲際彈道導彈(東風-41洲際彈道導彈)等尖端武器尤引得世界上眾多國家的關注。對此,澳大利亞“東亞論壇”網站稱,中國國防工業的發展勢不可擋。筆者,很是贊同。此外,我們的研發團隊近來首次制得的這一物,將助力我國國防軍工研製最尖端武器!到底,此物為何物?我們接著往下看。
近日,上海交通大學材料科學與工程學院研發團隊利用其所擁有的國內首套具有完全自主智慧財產權的超高純鋁提純工藝及裝備,並結合新技術將高純氧化鋁提純工藝和稀土新材料製備技術完美融合制得了5N(純度大於99.999%)高純氧化鋁產品。而且,目前,該自主研發的稀土改性高純度藍寶石原料中試項目已經正式投產。此次項目還有一個很重要的意義,那就是彌補了國際稀土高純鋁製備技術空白。
看到此,可能你想起了:高純氧化鋁是人造藍寶石的主要原材料。那你可是瞭解我國尖端武器中的無人機、高速戰機和超高音速導彈上的光電設備大量應用了藍寶石材料。當然了,藍寶石材料在其它軍用光電設備上也有著極為廣泛的應用。
為什麼藍寶石單晶被大量的應用到了國防軍工領域?這是因為,作為一種優良的透波材料,藍寶石單晶透光度高,在微波、可見光、紫外波段和紅外波段都具有良好的透波率,能夠滿足多模式複合制導(紅外成像、雷達等)的要求。此外,藍寶石單晶具有優良的機械性能和化學穩定性,耐高溫性能好,強度高、硬度大,耐磨、耐腐蝕,可以同時滿足超高音速導彈對透波材料的苛刻要求,已經成為國家先進導彈、高速戰機等中波透紅外視窗材料的極佳選擇。
那,有如此重要應用的藍寶石單晶是怎麼長出來的呢?目前,人造藍寶石晶體主要是在藍寶石單晶爐中生長出來的。生長方法主要有導模法、泡生法、熱交換法、坩堝移動法以及溫度梯度法等。然而,不管採用哪種方法,都離不開設備!而藍寶石晶體的這幾個重要性能參數——熔點為2050℃,沸點為3500℃,最高工作溫度可達1900℃——說明了製造藍寶石單晶的設備必須滿足一定的要求,也就是說,對製備藍寶石單晶爐的材料提出了較高的要求。難熔金屬鎢鉬材料因具有熔點高,高溫下飽和蒸氣壓很低等優點,成為了製備藍寶石單晶爐的關鍵材料。
且說,鎢鉬材料作為藍寶石單晶爐溫場材料的主要組成部分,發揮著極為重要的作用。那,藍寶石單晶爐溫場材料有哪些?鎢坩堝、鉬坩堝、鎢隔熱屏、鳥籠型鎢杆發熱體以及鉬隔熱屏等等。其中,所使用的坩堝大部分是採用粉末冶金的壓制燒結方法生產的鎢坩堝和鉬坩堝,也有少部分採用旋壓法生產的薄壁坩堝。
最後,筆者想說的是,首先,必須考慮到鎢和鉬都屬於稀有的戰略金屬。雖然,我國鎢儲量位居世界第一,鉬儲量也不少,但是,資源的合理利用率仍然不容忽視。再者,作為長晶企業,必然會考慮到長晶成本,畢竟溫場材料的費用占整個長晶成本的三分之一以上。所以不管怎麼說,筆者相信,我國的長晶企業應該也都會不斷研究新的生產工藝和技術,提高鎢、鉬金屬實收率,延長鎢鉬材料的壽命和降低製造成本。當然了,這一切的終極目標都是為了讓我國的國防軍工站在世界前列。所以說,鎢和鉬還真是當之無愧的戰略金屬!