九霄北斗携天问，“材”助神州撼天行

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2020年7月23日，中国首个火星探测器“天问一号”成功发射升空，“天问一号”探测器成为中国继“嫦娥系列”月球探测任务后的又一大航天探测工程。2020年7月31日，“北斗三号”全球卫星导航系统正式开通，标志着中国自主建设、独立运行的全球卫星导航系统全面建成。从“天问一号”到“北斗三号”，上海交通大学材料学院金属基复合材料国家重点实验室多项科研成果为中国航天添翼助力，科技助推我国行星探测、卫星导航发展。

（“天问一号”火星探测器着陆火星示意图）

（北斗三号全球卫星导航系统示意图）

SiC颗粒增强铝基复合材料

       为了满足“北斗”卫星对某关键机构材料综合性能的特殊要求，金属基复合材料国家重点实验室张荻、欧阳求保教授团队研制出高性能、高品质SiC颗粒增强铝基复合材料，为“北斗”卫星某系统提供了10余种关键构件，并成功应用于多颗“北斗”导航卫星，不仅实现了结构的轻量化，还为机构的高精度以及系统的稳定运行提供了保障。
     “天问一号”卫星上成功应用了张荻、欧阳求保教授团队研制的高性能SiC颗粒增强铝基复合材料机壳，满足了卫星对某关键机构材料需求，共交付30余件，新材料制成的产品重量轻、强度高、刚性好，在外力作用下变形小、宽温度范围下尺寸稳定，助力“天问一号”开展火星探测。
      张荻、欧阳求保教授团队在铝基复合材料方面深耕30余年，解决了铝基复合材料制备、成型加工以及工程化应用过程中的各种关键科学和技术难题，所研制的高性能SiC颗粒增强铝基复合材料现已大量应用于航天航空、电子信息以及交通运输领域。

高强高韧铝合金材料

      “天问一号”卫星也应用了金属基复合材料国家重点实验室张豪团队研制的高强高韧铝合金材料，材料满足了“天问一号”对结构轻量化需求，共交付80余件，新材料制成的产品重量轻、强度高、韧性好，用于贮箱与缓冲机构，减重40%，对“天问一号”顺利开展工作起到了关键作用。
       经过近30年的探索实践，张豪团队在喷射成形材料方面研制的铝合金材料，打破了国外技术封锁，为航天航空等多个行业提供了高性能的合金材料。
       北斗卫星导航系统是我国第一个面向全球提供公共服务的重大空间基础设施，“天问一号”则是中国走向深空的重要一步，这些中国航天史上的重要印记检验了参与其中的上海交通大学材料学院科研成果的高水平和高品质。交大材料人将继续秉着求真务实、探寻真理的严谨科研态度，深耕实践将论文写在祖国大地上，为中国航天的卫星导航、深空探索、高层次宇宙探索贡献交大力量。


       文章来源：上海交通大学
       张荻，男，1957年3月出生，上海交通大学教授。材料学学科长江学者奖励计划特聘教授。1988年3月获日本大阪大学博士学位，1988年9月起在上海交通大学任教。1991年至1999年期间多次赴日本Yuasa公司中央研究所、日本京都大学和日本大阪大学任客座研究员、访问教授。现任上海交通大学材料科学与工程学院副院长、复合材料研究所所长、金属基复合材料国家重点实验室副主任，兼任中国复合材料学会常务理事、金属基及陶瓷基复合材料专业委员会主任、武汉工业大学材料复合技术国家重点实验室学术委员会委员、中国有色金属学报、中国复合材料学报编委、日本通产省新能源机构（NEDO）“研究开发功能性木质陶瓷”委员会委员。主要从事轻质高强材料、金属基复合材料、陶瓷电池和燃料电池用材等领域的研究工作。开发出的原位复合自生增强Ti基复合材料、Mg－Li基复合材料均已达到国际先进水平，近年来提出的利用植物纤维等废弃木质材料制备木质陶瓷，并由其与金属复合来制备具有结构功能一体化的绿色复合材料的研究已引起了日本工业界和学术界的重视。在解决长寿命陶瓷电池关键性材料方面取得了很大突破；开发出了熔融碳酸盐燃料电池（MCFC）电解质基板，并成功通过试车发电。近五年来承担了国家自然科学基金、教育部“跨世纪优秀人才”基金、国际合作等19项科研项目，总研究经费达453万元。发表学术论文118篇，其中SCI收录28篇，EI收录35篇，获国际发明专利2项。
        欧阳求保，工学博士，上海交通大学长聘教授，博士生导师。现任金属基复合材料国家重点实验室 副主任。兼任中国空间科学学会空间材料专业委员会副主任，全国工程材料标准化工作组委员，中国金属基复合材料学会委员，上海市新材料协会标准化技术委员会副主任委员。1992年硕士毕业于上海交通大学，其后一直在金属基复合材料国家重点实验室从事铝基复合材料的基础研究和应用研究，研究方向包括轻质高强铝基复合材料、结构功能一体化铝基复合材料、纳米增强铝基复合材料、纤维增强铝基复合材料等，以及它们的设计、制备技术、成形加工技术以及应用开发。 作为项目负责人，先后主持承担了国家某重要领域项目五项，以及国家“863”项目、国家“973”项目、国家自然科学基金、上海市科委重点攻关项目、上海市科委重点基础研究项目、与日本等国际合作项目等，还主持承担了多项与中国航天科技集团、中国航天科工集团、中国科学院、上汽集团、中国中车等院所或公司的横向应用合作项目。多项铝基复合材料的研究成果已成功应用于我国航天、空间、汽车等领域，取得了良好的应用效果，所研制的材料已正式装备于我国多个型号的卫星等系统中。获2001年度国家某领域科技进步三等奖，“非连续增强铝基复合材料的研究与应用”获2003年度上海市科技进步奖一等奖，制定了技术标准三项，其中二项国家标准；在国际会议上作特邀报告四次，发表论文四十余篇。