材料江湖科普直播课~吸引千所小学的师生与400多万网友观看！

3月22日

青少年科技素养提升计划

“科技燃梦·科技企业开放日” 

暨材料江湖科普直播课

探索“隐秘”的玻璃世界

走进中国建材总院

全网观看量超403.8万人次

小料带您一起回顾

玻璃在高科技领域中

鲜为人知的独特用途

科技日报记者何沛苁

揭秘“龙虾眼”镜片

针对暗物质探测系统

对大视场X射线探测镜头的迫切需求

总院北分玻纤事业部开展了

龙虾眼X射线探测材料的研制

在项目开展前

天基X射线探测视场一般不超出1°

且探测器体积庞大

在大视场轻小型X射线聚焦探测方面尚属空白

该项目仿生自然界中龙虾眼的视物原理

创新性地研制出

具有微米级曲面方孔阵列结构的

龙虾眼X射线探测镜头

满足了360°内任意视场角的要求

微米级通道结构使其具备轻小型优势

打破了以往只能依靠大且重的探测器

进行小视场X射线探测的局限

项目形成了一系列专有技术

研发工程师焦朋展现龙虾眼镜片的成像原理

研制过程中遇到了诸多挑战

玻璃材料的研制

是第一大难点 

研制成功后

要将它们成型为纤维并排列成非常规整的阵列

是第二大难点

排列规整后需要的热弯工序

是第三大难点

实验初期缺乏X射线性能检测的设备

外出测试成本又太高而且周期不可控

科学家们就地取材

以实验室约50米的走廊

作为光路的通道用激光代替X光

他们在艰难环境中取得突破的精神

鼓舞着大家在面对挑战时

不要气馁，努力前行

本次直播课还向观众展示了

光纤传像材料大家族中的其它成员

光纤面板是由数千万根微米级光学纤维

规则排列熔合而成

每一光学纤维均由高折射率纤芯

和低折射率包层复合而成

光线按照全反射原理在光纤内传输

具有分辨力高、数值孔径大

光学零厚度等特点

可实现光学图像高保真传输

光纤倒像器是在光纤面板的基础上

将数千万根光纤绕其几何光轴

同步旋转180°而成

它继承了光纤面板的全部特性

并可实现倒像功能

解决传统光学倒像系统体积大

场曲高、分辨力低的问题

主要用于微光像增强器中

实现了夜视器材的小型化

同时也适用于任何需要图像倒转的场合

纤维光锥是在光纤面板基础上

将坯板加热软化后拉伸而成

可实现图像放大或缩小的特殊效果

主要用于CCD与CMOS耦合

医学成像、显示器等领域

揭秘从0到N的创新之旅 

石英玻璃被誉为“玻璃之王”

因其独特的性能和广泛的应用而备受重视

它与普通玻璃如何进行分辨呢？

普通玻璃主要成分是约70%氧化硅

以及硅酸钙、硅酸钠等其他成分

石英玻璃是二氧化硅单一组分

纯度可达到99.99%

更高的甚至可以达到99.9999%

就像生活中的黄金

石英玻璃就是足金

而普通玻璃就是K金

由于石英玻璃具有非常高的纯度

以及稳定的结构

因此它具有非常优异的性能

石英玻璃具有很好的热稳定性

普通玻璃倒过开水后再放入冷水

会出现炸裂

而石英玻璃加热到1000℃后

放入冷却水中不会炸裂

石英玻璃具有很好的耐酸性

与盐酸、浓硫酸等强酸不会发生反应

高级工程师符博讲解石英玻璃的广泛应用

石英玻璃的热膨胀系数可达到10—7数量级

在高低温变化很广的温度范围内

发生热胀冷缩形变量较小

石英玻璃还具有很多其他优异性能

因此被称为“玻璃之王”

自1957年起

石英玻璃团队在顾真安院士的带领下

不断创新石英玻璃技术

未来将向更大尺寸、更高纯度

更高精度和多功能化发展

第一块汽车防弹玻璃 

第一块汽车防弹玻璃

重量超过169公斤

厚度达到7.5厘米

相当于现在普通汽车玻璃的十倍

 毛泽东同志曾亲自关心也曾亲自乘坐

装有这块防弹玻璃的红旗轿车

宣传主管王源源介绍研发故事

在当时的历史条件下

没有良好的制造玻璃的方式

只能使用耐火材料组成一个大型坩埚

在大坩埚里进行玻璃的熔制

使用燃油加热到1400℃

把玻璃的原料化成玻璃熔浆

浇注到平板模子里变成毛坯

再将大概有45毫米的毛坯进行研磨抛光

加工到25毫米厚

把毛坯的精髓部分取出来进行加工

当时工作效率低、时间周期长、成品率也低

但就是在这样不利的条件下

中国建材总院还是把这块玻璃做出来了

当时项目保密等级很高

所有数据、资料都上交

没有任何评奖

评职称也不允许提及

甚至都不被列入单位科研项目、科研成果

但中国建材总院的科技工作者

都有一种荣誉感、使命感

这就是老一辈建材人

“胸怀祖国的大我精神”的生动实践

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