材料江湖(hú)科(kē)普直播課~吸引千所小(xiǎo)學(xué)的師生與400多(duō)萬網友觀看！

3月22日

青少年科(kē)技(jì )素養提升計劃

“科(kē)技(jì )燃夢·科(kē)技(jì )企業開放日” 

暨材料江湖(hú)科(kē)普直播課

探索“隐秘”的玻璃世界

走進中(zhōng)國(guó)建材總院

全網觀看量超403.8萬人次

小(xiǎo)料帶您一起回顧

玻璃在高科(kē)技(jì )領域中(zhōng)

鮮為(wèi)人知的獨特用(yòng)途

科(kē)技(jì )日報記者何沛苁

揭秘“龍蝦眼”鏡片

針對暗物(wù)質(zhì)探測系統

對大視場X射線(xiàn)探測鏡頭的迫切需求

總院北分(fēn)玻纖事業部開展了

龍蝦眼X射線(xiàn)探測材料的研制

在項目開展前

天基X射線(xiàn)探測視場一般不超出1°

且探測器體(tǐ)積龐大

在大視場輕小(xiǎo)型X射線(xiàn)聚焦探測方面尚屬空白

該項目仿生自然界中(zhōng)龍蝦眼的視物(wù)原理(lǐ)

創新(xīn)性地研制出

具(jù)有(yǒu)微米級曲面方孔陣列結構的

龍蝦眼X射線(xiàn)探測鏡頭

滿足了360°内任意視場角的要求

微米級通道結構使其具(jù)備輕小(xiǎo)型優勢

打破了以往隻能(néng)依靠大且重的探測器

進行小(xiǎo)視場X射線(xiàn)探測的局限

項目形成了一系列專有(yǒu)技(jì )術

研發工(gōng)程師焦朋展現龍蝦眼鏡片的成像原理(lǐ)

研制過程中(zhōng)遇到了諸多(duō)挑戰

玻璃材料的研制

是第一大難點 

研制成功後

要将它們成型為(wèi)纖維并排列成非常規整的陣列

是第二大難點

排列規整後需要的熱彎工(gōng)序

是第三大難點

實驗初期缺乏X射線(xiàn)性能(néng)檢測的設備

外出測試成本又(yòu)太高而且周期不可(kě)控

科(kē)學(xué)家們就地取材

以實驗室約50米的走廊

作(zuò)為(wèi)光路的通道用(yòng)激光代替X光

他(tā)們在艱難環境中(zhōng)取得突破的精(jīng)神

鼓舞着大家在面對挑戰時

不要氣餒，努力前行

本次直播課還向觀衆展示了

光纖傳像材料大家族中(zhōng)的其它成員

光纖面闆是由數千萬根微米級光學(xué)纖維

規則排列熔合而成

每一光學(xué)纖維均由高折射率纖芯

和低折射率包層複合而成

光線(xiàn)按照全反射原理(lǐ)在光纖内傳輸

具(jù)有(yǒu)分(fēn)辨力高、數值孔徑大

光學(xué)零厚度等特點

可(kě)實現光學(xué)圖像高保真傳輸

光纖倒像器是在光纖面闆的基礎上

将數千萬根光纖繞其幾何光軸

同步旋轉180°而成

它繼承了光纖面闆的全部特性

并可(kě)實現倒像功能(néng)

解決傳統光學(xué)倒像系統體(tǐ)積大

場曲高、分(fēn)辨力低的問題

主要用(yòng)于微光像增強器中(zhōng)

實現了夜視器材的小(xiǎo)型化

同時也适用(yòng)于任何需要圖像倒轉的場合

纖維光錐是在光纖面闆基礎上

将坯闆加熱軟化後拉伸而成

可(kě)實現圖像放大或縮小(xiǎo)的特殊效果

主要用(yòng)于CCD與CMOS耦合

醫(yī)學(xué)成像、顯示器等領域

揭秘從0到N的創新(xīn)之旅 

石英玻璃被譽為(wèi)“玻璃之王”

因其獨特的性能(néng)和廣泛的應用(yòng)而備受重視

它與普通玻璃如何進行分(fēn)辨呢(ne)？

普通玻璃主要成分(fēn)是約70%氧化矽

以及矽酸鈣、矽酸鈉等其他(tā)成分(fēn)

石英玻璃是二氧化矽單一組分(fēn)

純度可(kě)達到99.99%

更高的甚至可(kě)以達到99.9999%

就像生活中(zhōng)的黃金

石英玻璃就是足金

而普通玻璃就是K金

由于石英玻璃具(jù)有(yǒu)非常高的純度

以及穩定的結構

因此它具(jù)有(yǒu)非常優異的性能(néng)

石英玻璃具(jù)有(yǒu)很(hěn)好的熱穩定性

普通玻璃倒過開水後再放入冷水

會出現炸裂

而石英玻璃加熱到1000℃後

放入冷卻水中(zhōng)不會炸裂

石英玻璃具(jù)有(yǒu)很(hěn)好的耐酸性

與鹽酸、濃硫酸等強酸不會發生反應

高級工(gōng)程師符博講解石英玻璃的廣泛應用(yòng)

石英玻璃的熱膨脹系數可(kě)達到10—7數量級

在高低溫變化很(hěn)廣的溫度範圍内

發生熱脹冷縮形變量較小(xiǎo)

石英玻璃還具(jù)有(yǒu)很(hěn)多(duō)其他(tā)優異性能(néng)

因此被稱為(wèi)“玻璃之王”

自1957年起

石英玻璃團隊在顧真安(ān)院士的帶領下

不斷創新(xīn)石英玻璃技(jì )術

未來将向更大尺寸、更高純度

更高精(jīng)度和多(duō)功能(néng)化發展

第一塊汽車(chē)防彈玻璃 

第一塊汽車(chē)防彈玻璃

重量超過169公(gōng)斤

厚度達到7.5厘米

相當于現在普通汽車(chē)玻璃的十倍

 毛澤東同志(zhì)曾親自關心也曾親自乘坐(zuò)

裝(zhuāng)有(yǒu)這塊防彈玻璃的紅旗轎車(chē)

宣傳主管王源源介紹研發故事

在當時的曆史條件下

沒有(yǒu)良好的制造玻璃的方式

隻能(néng)使用(yòng)耐火材料組成一個大型坩埚

在大坩埚裏進行玻璃的熔制

使用(yòng)燃油加熱到1400℃

把玻璃的原料化成玻璃熔漿

澆注到平闆模子裏變成毛坯

再将大概有(yǒu)45毫米的毛坯進行研磨抛光

加工(gōng)到25毫米厚

把毛坯的精(jīng)髓部分(fēn)取出來進行加工(gōng)

當時工(gōng)作(zuò)效率低、時間周期長(cháng)、成品率也低

但就是在這樣不利的條件下

中(zhōng)國(guó)建材總院還是把這塊玻璃做出來了

當時項目保密等級很(hěn)高

所有(yǒu)數據、資料都上交

沒有(yǒu)任何評獎

評職稱也不允許提及

甚至都不被列入單位科(kē)研項目、科(kē)研成果

但中(zhōng)國(guó)建材總院的科(kē)技(jì )工(gōng)作(zuò)者

都有(yǒu)一種榮譽感、使命感

這就是老一輩建材人

“胸懷祖國(guó)的大我精(jīng)神”的生動實踐

甘肅學(xué)校

雲南學(xué)校

貴州學(xué)校