“嫦娥五号”背后的广州力量

十年研究只是一层薄薄的涂层

<北京时间12月17日1时59分，探月工程嫦娥五号返航者成功着陆。神舟、天宫、嫦娥等所有飞船都需要考虑所用材料的耐腐蚀性能。中国科学院沉阳分院院长、广东腐蚀科技创新研究院院长韩恩厚是腐蚀防护领域的顶尖科学家。他带领团队克服了传统镁合金防护涂层不能同时满足防腐和导电问题。开发了镁合金表面具有防腐和导电功能的一体化涂层，并应用于2010款“嫦娥三号”。

十年来，韩恩厚团队一直致力于技术改进，为此研制了“嫦娥五号”探测器和长征五号运载火箭的镁合金天线接收机外壳。发射任务。板载镁惯性支架防腐蚀控制核心技术。

10年前就依附于嫦娥

减重对航天器来说非常重要。为了实现减重，航天器上大量使用轻合金。镁合金已成为常用的减重材料，但容易腐蚀。这一直是影响其规模应用的关键技术瓶颈。

“在读硕士的时候，我与腐蚀防治结下了不解之缘。现在我在这个领域积累了30多年。”韩恩厚告诉记者，他的研究生涯基本上与腐蚀科学与工程有关。 ，并希望通过腐蚀防治技术服务于国家重大工程的实施。

2010年4月，韩恩厚团队第一次接触到“嫦娥三号”项目。当时，韩恩厚的学生宋英伟博士在读博士期间，已经对AZ91镁合金化学镀和纳米化学复合镀进行了三年的研究。研究。在韩恩厚和宋英伟的探索指导下，他们最终在小面积实验试件上制备出均匀致密的导电涂层，并与镁基体紧密结合。该涂层在耐磨性和耐腐蚀性方面远远超过了传统的Ni-P涂层。

不过，当时的工艺还处于实验室阶段。加工出的样品体积小，形状结构简单，受航天镁合金应用的限制。合金产品生产经验。随后，中科院金属研究所韩恩厚研究员和单大勇研究员与航天企业展开了项目合作，正式开启了该技术的航天应用之旅。

突破金属镀膜大难题

在“神舟五号”试射阶段，韩恩厚、单大勇发现存在问题镁合金在航空航天领域的应用。在大气中镁合金基体表面会很快形成一层天然氧化膜，但这种氧化膜缺陷多，不致密，起不到保护作用。如果采用化学转化涂层或微弧氧化等常见的防腐技术对镁合金进行表面处理，则无法满足电导率要求。如何实现镁合金的表面导电性和优良的电磁屏蔽效果是一个大问题。

采用导电金属涂层是解决这一问题的有效措施，但在实际应用中，需要综合考虑工程材料的复杂结构、涂层的结合力、电偶金属涂层的腐蚀风险。韩恩厚带领团队通过不断的实践尝试找到了解决方案——采用化学镀镍的表面处理技术。通过适当的预处理方法，使涂层对镁合金基体产生“钉扎”作用，解决了涂层附着力差的问题。同时采用多层电镀方式。如果底层镀层有缺陷，后续镀层可以覆盖之前的缺陷，从而避免穿透缺陷的存在，最终在镁合金表面沉积一层附着力、耐腐蚀、耐腐蚀性能。导电金属镀层。

但在生产过程中，镁基体面积的增加会加快成膜反应速度，不仅影响涂层的结合性能，而且降低稳定性电镀液。如何在大面积复杂工件表面均匀沉积金属镀层也是一大难点。

韩恩厚很快就发现有必要对电镀液的特性进行系统的研究。通过制定镀液使用控制规范，不仅提高了镀液的利用率，而且保持了镀液质量的稳定性，最终生产出符合任务要求的导电镀层，可提供更优异的电磁性能。屏蔽效果。它已经在嫦娥系列中了。应用于数百种镁合金零件。

除了导电涂层，韩恩厚团队还研发了镁合金自密封微弧氧化技术。耐腐蚀性能比传统工艺提高4~5倍。可满足地面贮存耐腐蚀和空间使用的要求。已成功应用于长征系列运载火箭的镁质惯性总成支架。长征系列运载火箭的成功发射，也证明了上述防护涂层技术的安全性、可靠性和先进性。

克服“嫦娥五号”带来的新挑战

航天材料耐腐蚀领域的创新让韩恩厚荣获“嫦娥探月工程”“四号任务突出贡献者”称号。

此前，我国探月探测器是在西昌卫星发射中心发射的。基于发射的考虑高效、安全、交通便利，“嫦娥五号”发射场在海南文昌。由于环境的变化，表面涂层迎来了新的挑战。

文昌航天发射基地是地处热带海洋性气候区，具有“高温、高湿、高盐”的特点，这种环境会加速材料腐蚀失效的过程。运输长达五到七天， d 一般需要存放一段时间才能正式推出。较长的储存期将大大影响航天材料的耐腐蚀性能。测试。