基于氮化硼陶瓷基復合材料成分和微結構的多層次設計與大尺寸構件制備技術研究,發展出原位構筑氧化硅、稀土硅酸鹽、稀土鋁硅酸鹽玻璃等增強相的氮化硼基復合材料,發現了復合材料“共增強”和“雙玻璃相增強”等新機制,解決了典型氮化硼材料強度低、抗熱震差、耐等離子體刻蝕弱等難題,研制的復合材料首次配套完成了衛星用霍爾電推進在軌飛行演示驗證任務,使我國繼俄、美、歐之后第四位獨立掌握了該推進技術,并在后續多個重大航天計劃的衛星上實現應用;為了進一步滿足空間站對電推進系統的需求,在成分和微結構調配、大尺寸材料制備、材料均質化和質量穩定性控制等方面開展了大量工作,材料核心性能大幅領先國內其他高校、院所和美國同類產品。
2021年4月29日,我國“天宮”空間站的“天和”核心艙成功發射升空,配套的電推進系統中的霍爾推力器腔體采用了陳繼新博士研制的氮化硼陶瓷基復合材料,這是國際上首次將霍爾電推進技術應用于空間站。
圖1. 氮化硼陶瓷基復合材料在“天和”核心艙霍爾推力器上成功應用。