十四年潜心发展 走出功能材料创新路——中国航天科工六院江河公司功能材料创新研制纪实

习*平近**总书记强调,加快建设科技强国,实现高水平科技自立自强。

中国航天科工集团有限公司六院江河公司落实习*平近**总书记要求,按照集团公司科技自立自强行动纲要部署,加强关键核心技术攻关,巩固提升航天防务领域的国家战略科技力量地位,以抢占科技制高点夺取发展主动权。

十四年潜心发展走出功能材料创新路——中国航天科工六院江河公司功能材料创新研制纪实

拿下任务“拦路虎”

不久前,六院江河公司的发明专利《一种用于复合固体推进剂的酰胺类助剂及其合成方法》,荣获第二十三届中国专利奖优秀奖。

酰胺类助剂材料广泛应用于固体产品装药,是推进剂功能材料的核心技术之一。经过多年潜心研制,江河公司成功试制新型酰胺助剂,并将其应用于多个产品,创造了巨大的经济价值。

2008年,江河公司为拓展装药任务,开展了高燃烧推进剂研制。由于某粉料用量增大,导致推进剂工艺性能恶化,成为推进剂研制的“拦路虎”。

为攻克这一难关,江河公司将高燃烧推进剂研制列入转型产业化项目,由时任3室主任邓安华牵头成立攻关小组。小组成员通过大量文献调研和技术咨询,基本确定添加酰胺类材料可以改善高燃速推进剂制药工艺。但酰胺类材料根据应用场景不同,分子结构大相径庭,面对成千上万种分子结构,如何筛选、判断及制备?这些理论几乎都是空白。

为了尽快实现“从0到1”的突破,项目组经过无数个夜晚的头脑风暴,通过分析研判及实验论证,最终确定关键性能指标“三步走”战略,基本弄懂了酰胺类物质的作用机理与分子构型。

当时,国内一家研发机构已成功制备了酰胺类材料,但采购价格极高,且供货不稳定,存在受制于人的风险。公司领导明确指出,关键材料的制备技术必须掌握在自己手里。尽管当时江河公司在材料合成方面基础薄弱,但是以段军鸿、杨香萍为代表的技术人员还是毅然决然地承担了任务。

他们开始研究材料的制备工艺,查阅相关资料,主动联系相关领域的专家,与大学开展制备技术合作研究。最终,团队先后攻克了该材料的合成制备、蒸馏提纯与理化检测等关键技术,成功制备出百克级产品,并通过推进剂应用评价。

之后,江河公司制备了新型酰胺助剂,申报专利《一种酰胺类助剂及其制备方法》成功获得授权,为功能材料研制打开了新局面。

抓稳创新“关键手”

新材料研发想要高效转化,持续应用新场景、满足新需求是关键。项目组加大创新研究,持续优化方案,拟定多种技术路线,经过多轮制备合成与应用研究迭代,最终满足了产品应用场景,获得了专利授权。

随着产品的推陈出新,原来的制备工艺不能满足大批量、快节奏的供货需求。项目组抓稳创新“关键手”,聚焦满足型号研制和成本控制的双重需要,开展酰胺助剂扩试工艺研究,按照逐步放大、风险可控的原则,分别进行了不同容积梯次扩大制备工艺研究。

通过努力,项目组攻克了关键指标控制技术,制备出多批次各项指标均符合质量要求的一定数量级产品,将产能大幅提升,申报专利并成功获得授权,保证了酰胺工艺助剂批次合成的质量稳定性。

3个专利的成功申报获批形成了专利集群,巩固了江河公司知识产权阵地,奠定了公司功能助剂研制第一梯队的行业地位。

做好融合“加速器”

固体推进剂技术性能水平的高低决定了固体产品的先进程度,而探索和研究满足高性能、高可靠性要求的各种功能助剂则是从事固体推进剂研究人员面临的挑战。

随着复合推进剂向着生产规模和功能多样化方向发展,传统的“各自为战”的设计思路已经不再适用。近年来,在集团公司创新融合土壤的培育下,六院积极统筹院内相关资源打出创新融合“组合拳”。

在六院科技部的精心筹划及六院所属兄弟单位的共同努力下,项目组创造性提出了“结构功能一体化”设计思路,利用双效合一的构型设计,消除了两类功能助剂材料的竞争关系,实现了二者的融合统一,极大减少了推进剂研制成本与试制时间,最终成功试制了新型酰胺助剂,申报发明专利并获奖。

“申报方案的背后是对14年来每一步扎实工作的凝练和总结,后续江河公司功能材料研制将依托优势,不断开拓高附加值功能材料的空隙市场,并快速向行业内厂所及民用市场辐射。”江河公司领导说。(文摄/汪海珍 舒凯凯)

十四年潜心发展走出功能材料创新路——中国航天科工六院江河公司功能材料创新研制纪实