在火星表面,昼夜温差可达100℃,且充斥着强烈的紫外线和宇宙射线。对于依靠太阳能和电池供电的火星车而言,每一个机械关节的密封与润滑都至关重要。近日,中国航天材料研究院透露,我国已成功研制出一种“耐辐射、宽温域氟硅橡胶”,并应用于新一代火星探测车的机械臂关节密封件,解决了极端环境下材料硬化、脆裂的难题。
传统的密封材料在火星的低温夜晚(-100℃以下)会变硬,导致机械臂转动阻力增大,甚至卡死;而在白天的强辐射下,材料又会发生降解,失去弹性。科研团队通过分子设计,在氟硅橡胶的主链中引入了大体积的苯基基团和特殊的侧链氟烷基。苯基的引入破坏了分子链的规整性,使其玻璃化转变温度降至-110℃,确保了材料在极寒环境下的柔软性;而氟烷基则像一层“防护盾”,有效抵御了高能粒子的轰击。
实验数据显示,该材料在经过相当于火星表面5年的模拟辐射照射后,其拉伸强度和断裂伸长率仍保持在初始值的85%以上。此外,该材料还具备极低的挥发分,避免了在真空环境下挥发物凝结在火星车精密光学镜头上的风险。这一材料的突破,不仅为我国未来的月球科研站和火星采样返回任务提供了关键支撑,也标志着我国在特种航天橡胶领域已跻身世界前列。
IOTA FLSR3040 氟硅灌封胶