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碳纤维复合材料空间反射镜制造技术研究进展

复合材料学报 doi:10.13801/j.cnki.fhclxb.20160328.012

碳纤维复合材料(CFRP)具有比刚度高、热稳定性好，可设计性强等特点，成为轻量化反射镜制造的新型理想材料，特别适合大口径、高分辨率空间反射镜的制造。简单介绍空间光学反射镜的国内外研究应用的现状。根据反射镜的特点介绍了碳纤维复合材料的材料选择要求，以及国外常用碳纤维复合材料预浸料体系。碳纤维复合材料反射镜制造方法与传统光学材料反射镜的制造不同，一般采用高效、快速、制造成本低的复制工艺来实现。总结了碳纤维复合材料反射镜的复制工艺和反射镜复制精度的影响因素，影响因素包括复制模具、预浸料铺层、反射镜变形、纤维印痕现象、尺寸稳定性以及反射镜尺寸等，并对前五项影响因素提出相应的控制措施来减小影响程度。重点阐述了反射镜纤维印痕现象的成因和解决方法，以及控制尺寸稳定性的关键。

关键词: 碳纤维复合材料 , 反射镜 , 氰酸酯 , 复制工艺 , 纤维印痕 , 自动铺放 , 尺寸稳定性

C/SiC材料在国外空间光学系统上的应用

朱晓娟 , 夏英伟

宇航材料工艺

C/SiC复合材料具有高的比强度、低的热变形敏感度以及在高低温环境下的适应性,这使其成为目前最具前途的空间光学系统应用材料.本文总结了国外一些国家C/SiC的制备方法及其在空间技术上的具体应用.

关键词: C/SiC复合材料 , 空间光学 , 遥感 , 反射镜 , 光机结构

SiC光学反射镜发展现状

韩杰才 , 姚旺 , 张宇民

宇航材料工艺 doi:10.3969/j.issn.1007-2330.2005.04.001

主要综述SiC作为光学反射镜材料在设计、制造、光学加工和应用方面的发展现状,同时对今后SiC作为光学镜片材料的发展趋势进行了展望.

关键词: SiC , 反射镜 , 设计 , 制造 , 光学加工

C/SiC复合材料空间光机结构的研究进展与展望

张德坷 , 曹英斌 , 刘荣军 , 严春雷

材料导报

C/SiC具有轻质、高模、低热膨胀系数等优异的性能,可作为新一代高精度空间光机结构件材料.概述了空间光机结构件材料发展的趋势,对比了RB、CVI、PIP工艺的C/SiC复合材料性能,综述了近年来国内外C/SiC复合材料在空间光机结构中的研究进展及应用情况,指出低成本、短周期、结构和工艺设计以及应用基础研究将是C/SiC复合材料未来发展的重点方向.

关键词: C/SiC复合材料 , 空间光机结构 , 反射镜 , 支撑结构

SiC基反射镜制备工艺研究进展

张玉娣 , 张长瑞 , 周新贵 , 曹英斌

硅酸盐通报 doi:10.3969/j.issn.1001-1625.2005.01.021

空间系统用的高性能轻质反射镜的研究和应用正逐年稳定发展,本文从几种卫星反射镜材料的性能和特性出发,得出SiC及其复合材料作为反射镜材料性能最佳的结论;通过比较各种工艺制备SiC基反射镜性能,结果显示:只有CVD SiC能够作为反射镜反射光学表面.本文重点详细介绍了SiC及其复合材料反射镜制备工艺及方法特点,并对其工艺发展前景进行了展望.

关键词: 碳化硅 , C/SiC复合材料 , 反射镜 , 制备工艺

CVD-SiC反射镜制备过程中热应力变形的研究

陈道勇 , 张剑寒 , 张宇民

宇航材料工艺 doi:10.3969/j.issn.1007-2330.2009.06.014

采用CVD工艺在反应烧结碳化硅(RB-SiC)反射镜坯体上沉积了一层致密的碳化硅薄膜作为反射镜镜面.CVD-SiC和RB-SiC热物理性能上的差异引起的热残余应力和热变形,在很大程度上影响反射镜的质量,本文采用有限单元法计算了沉积过程中反射镜的温度场、应力场和热变形,采用X射线衍射方法测试了薄膜表面的残余应力.分析结果表明,薄膜存在较大的残余应力,包括热应力和本征应力,两者量值相当,热变形很小.

关键词: 碳化硅 , 反射镜 , 有限元 , 热应力 , 热变形

空间天文仪器反射镜材料优化与应用研究

宋立强 , 杨世模 , 陈志远

材料导报

针对空间天文光学仪器反射镜材料的选择,论述了空间反射镜材料的优化方法,对比分析了反射镜材料的性能,并以空间太阳望远镜中的摆镜及Φ1m主镜研究为依托,建立了摆镜与主镜有限元模型,根据模型完成了反射镜材料的计算优化,得到了其力学及热分析结果.结果表明,反射镜的力学及动力学环境要求较高时,铍材最优,碳化硅次之;对于仪器温控范围较宽或对日观测时,微晶玻璃最优,碳化硅次之.根据反射镜材料优化结果,确定了以金属铍作为空间太阳望远镜中的摆镜材料,并进行了铍镜研制,检测结果满足技术要求.

关键词: 空间天文仪器 , 空间太阳望远镜 , 反射镜 , 材料优化 , 铍镜 , 有限元

入射质子能量对银膜反射镜光学性能的影响

刘海 , 张海生 , 杨德庄 , 何世禹

材料科学与工艺

为探讨空间高能质子模拟试验方法,用基于蒙特卡罗方法的SRIM程序计算了质子在石英玻璃基银膜反射镜中的射程和能量损失分布,试验研究了不同能量质子辐照对反射镜光学性能的影响.能量低于160 keV时,50%以上的质子能量损失在表面膜中,随着能量的增大,质子在膜系中的能量损失逐渐减小;在10~(16)/cm~2注量条件下,100 keV质子辐照引起350～500 nm波段反射率明显下降,而0.5 MeV和1 MeV质子辐照对光谱的影响很小;计算与试验结果表明,低能质子辐照对反射镜的膜系损伤起主要作用,在进行空间质子辐照模拟试验时,能量选取应低于200 keV.

关键词: 质子辐照 , 反射镜 , 能量损失 , 反射率 , 膜系损伤