第403章 研发“智能自修复航天材料”（1 / 2）

在航天工程里，航天器和火箭一旦发射升空，就会面临一个很现实的难题——在轨材料坏了修不了。

不管是长时间在轨运行的卫星，还是反复使用的可回收火箭发动机，在高温、震动、高速气流的反复作用下，材料内部很容易出现肉眼都难发现的微小裂纹。这些裂纹就像看不见的“伤口”，一开始不起眼，可随着航天器不断工作，裂纹会慢慢变大，最后直接导致部件失效，甚至引发安全风险。

以前遇到这种问题，根本没有补救办法。地面人员没法上天维修，航天器自身也没有修复能力，只能提前更换部件，或是缩短航天器的使用寿命。这不仅浪费大量的航天材料和经费，还会影响长寿命航天器的任务执行。

这个困扰行业多年的难题，也一直记在林荞的心里。在完成航天材料回收再利用、绿色供应体系搭建后，林荞把团队的下一个攻关目标，定在了智能自修复航天材料上。

这天一早，林荞就把张教授、老吴、陈阳等核心成员叫到了会议室，把航天一线反馈的问题摆在了桌上。

“咱们之前攻关的镍基合金，耐高温、强度高，已经用在了多款火箭发动机上，但还是有个短板。”林荞指着材料失效报告说，“发动机长期在高温下工作，偶尔会出现微小裂纹，一旦上天，这些裂纹就没法处理，只能提前报废部件。”

张教授推了推眼镜，接过话头：“我看过不少检测数据，航天器上80%的材料失效，都是从微小裂纹开始的。地面上我们能打磨、补焊，可在太空里，完全没有维修条件。”

老吴常年跟合金材料打交道，最清楚一线的难处：“火箭发动机的工作环境太恶劣，上千度的高温，加上剧烈震动，材料出现细微裂纹防不胜防。就算工艺再精细，也做不到完全不出问题。”

陈阳也补充道：“现在深空探测任务越来越多，探测器一飞就是几年、十几年，根本不可能中途维修。材料一旦出裂纹，整个任务都可能失败。”

林荞看着众人，说出了早已想好的方向：“既然修不了，那我们就让材料自己修自己。咱们研发一款智能自修复镍基合金，材料出现裂纹，能自动愈合，不用人工干预。”

“材料自己修自己？”老吴愣了一下，随即眼前一亮，“这个思路我听过，但用在航天高温合金上，还没人成功过。”

“以前没做成，是因为航天材料要求太高，既要耐高温，又要保证强度，自修复结构不好加。”林荞笑着说，“但咱们现在有镍基合金的研发基础，有成熟的制备工艺，完全可以试一试。”

经过一番讨论，团队很快确定了自修复材料的设计方案，原理说得通俗一点，就是给合金材料装上“微型创可贴”。

林荞在白板上画着示意图解释：“我们在镍基合金内部，均匀嵌入成千上万的微小胶囊，这些胶囊比头发丝还细，里面装着专用的液态金属修复剂。平时胶囊完好无损，不会影响合金的强度和耐高温性能。一旦材料出现微小裂纹，裂纹延伸到微胶囊的位置，胶囊就会自动破裂，里面的液态修复剂流出来，在发动机的高温环境下，自动填充裂纹，冷却后固化，把裂纹重新粘牢、补好。”

这个方案一听就懂，所有人都觉得可行。张教授立刻点头：“原理清晰，思路务实，只要把微胶囊和修复剂选对，就能实现自修复。”

老吴也拍板：“我负责把微胶囊嵌进镍基合金里，保证不破坏合金本身的性能。”

陈阳则主动承担测试工作：“我搭建模拟测试台，复刻火箭发动机的高温、震动环境，验证自修复效果到底行不行。”

研发工作一启动，团队就遇到了第一个大难题：微胶囊扛不住高温。

火箭发动机工作时温度超过上千度，普通的微胶囊一进熔炼炉就直接熔化了，根本没法嵌进合金里。老吴带着试样组试了十几种材料，要么耐高温不够，要么和镍基合金兼容性差，影响材料强度。

“微胶囊外壳必须能扛住合金熔炼的高温，还得有一定脆性，出现裂纹就破，不能太结实。”老吴对着试验记录犯了难。

张教授从材料理论角度给出建议：“试试改性陶瓷材料，陶瓷耐高温，而且脆性合适，刚好符合要求。”

老吴立刻按照这个思路，调整微胶囊外壳配方，选用航天级陶瓷制作微胶囊壁。经过反复调试，终于做出了能耐受1500℃以上高温的微胶囊，放进镍基合金熔炼过程中，既能保持完好，又能均匀分布在材料内部。

刚解决完微胶囊，第二个难题又来了：液态修复剂不匹配。

一开始选用的修复剂，在常温下是液态，可到了发动机高温环境里，要么直接蒸发，要么流动太快，填不满裂纹；要么固化太慢，起不到修复作用。

林荞来到试样车间，和老吴一起琢磨：“修复剂必须是液态金属，既能和镍基合金融合，又能在高温下快速填充、快速固化。”

团队筛选了十几种液态金属配方，最终选定了一款低熔点、高稳定性的专用合金修复剂，既不会被高温蒸发，又能快速填满裂纹，和原有合金牢牢结合在一起。