铝基复合材料钻杆。金属研究所供图

轻质铝合金外护管和芯管。金属研究所供图

这两天，中国科学院金属研究所连续收到了来自月球背面的好消息。

6月2日至3日，嫦娥六号顺利完成在月球背面南极-艾特肯盆地的智能快速采样，并按预定形式将珍贵的月球背面样品封装存放在上升器携带的贮存装置中。

这也标志着由中国科学院金属研究所研制的铝基复合材料钻杆和轻质铝合金取芯管，在嫦娥五号获得成功应用后，再次获得成功应用。

嫦娥六号此次在月球背面“挖土”，仍然采用“钻取”和“表取”两种方式。其中，“钻取”所用的采样装置共有三层结构，设计长度为2.5米，最外层是可以旋转钻进的外钻杆，紧靠外钻杆的是取芯管，取芯管的外面包裹着一条取芯袋。

工期时间短、管材性能要求高、尺寸精度严苛、制造工艺复杂……一系列难题亟待突破。中国科学院金属研究材料制备与加工研究部马宗义团队和特种合金研究部姜海昌团队勇挑重担，开始了创新研发的征程。

铝基复合材料钻杆是月球钻取采样机构中的关键部件。马宗义团队研制的碳化硅颗粒增强铝基复合材料则是其成功的关键之一。在保证耐磨性的同时，团队先后突破了复合材料内孔高精度、高直线度加工、热处理强化与矫直等关键技术，研制的钻杆耐磨性和强度可与钢材媲美，实现减重65%。

月球背面取土，整体装备重量越轻越好，而铝合金管材的结构设计非常复杂，这对材料性能和加工制备工艺提出了严苛要求。

最终，姜海昌团队研制的两种轻质异形铝合金解决了这个难题。通过它研制的具有轻量化结构的外护管和芯管零部件，满足设计的性能和尺寸要求，为轻质铝合金取芯管提供了技术支持，最终为嫦娥六号月背自动采样任务提供了保障。