侵权投诉
当前位置:

OFweek光学网

光学材料

正文

碳化硅陶瓷反射镜研究现状及展望

导读: 从上世纪八十年代初开始,美国、俄罗斯、德国、法国等空间遥感技术先进国家开始针对应用于空间遥感光学系统领域(如高能激光器反射镜空间低温光学反射镜)进行碳化硅陶瓷基反射镜制造技术研究探索,九十年代成功制备出碳化硅陶瓷基反射镜并空间遥感技术领域开展了一系列实际应用。

  随着遥感技术迅猛发展,空间相机经历了从折射式光学系统发展到折反式光学系统再到全反射式光学系统发展过程,从而使空间相机具有谱段宽、焦面稳定以及重量轻等优点。同时,用户对空间相机性能也提出了越来越高要求,主要体现:提高相机地面分辨力、实现相机轻量化结构实现镜体一体化设计。实现这些目标必须采用高性能反射镜材料。

  作为反射镜材料,必须具有较低密度、较高强度及弹性模量、较低膨胀系数及较高导热系数。对反射镜材料研究,主要集三类材质:金属材料、玻璃材料陶瓷材料,其碳化硅陶瓷材料具有高比刚度、较好热化学稳定性、较低热变形系数且耐空间粒子辐照,通过特殊制作工艺,可以获得轻量化结构反射镜镜体,同时可取消卫星系统对反射镜恒温系统,大大减小系统重量。因此,碳化硅陶瓷材料被认为现代空间光学系统所需高性能反射镜首选材料。

  从上世纪八十年代初开始,美国、俄罗斯、德国、法国等空间遥感技术先进国家开始针对应用于空间遥感光学系统领域(如高能激光器反射镜空间低温光学反射镜)进行碳化硅陶瓷基反射镜制造技术研究探索,九十年代成功制备出碳化硅陶瓷基反射镜并空间遥感技术领域开展了一系列实际应用,现已碳化硅陶瓷材料制备、碳化硅陶瓷基镜坯制造、研磨抛光等专项关键技术方面取得了较大进展。美国宇航局采用化学气相沉积(CVD)法液硅浸渗法(LSI)制备出了直径为600mm左右碳化硅碳/碳化硅材质反射镜镜坯,经过精抛加工,表面光洁度达到2nm,而表面密度只有7~9kg/m3。德国IABG研制出直径为600mm具有轻量化结构反应烧结碳化硅镜坯,德国KIS研制出直径为360mm碳/碳化硅陶瓷反射镜,经过精抛加工,表面光洁度达到2nm,面形精度可达较高水准。美国SSG公司研制出直径为600mm碳化硅反射镜镜坯,主镜重量小于6kg。法国制备直径为352mm轻型碳化硅反射镜质量仅为1.7Kg。

  国内,国建筑材料科学研究院最早开展了碳化硅陶瓷反射镜研究工作。"九五"期间,承担了国家军工攻关计划"高性能碳化硅陶瓷反射镜材质研究"项目,就高性能碳化硅陶瓷反射镜材质进行了预先研究。"十五"期间,承担了国家军工攻关计划"空间光学遥感器用SiC陶瓷反射镜研制"项目,就碳化硅陶瓷反射镜一些共性及关键技术进行了研究。

  经过"九五""十五"科技攻关,国建筑材料科学研究院高性能反射镜研制方面尤其大尺寸、复杂形状碳化硅陶瓷反射镜镜坯制备技术实用化碳化硅反射镜制备技术等方面取得了重要技术突破,攻克了高固相含量含碳陶瓷料浆制备技术含碳陶瓷料浆单体聚合困难问题,实现了含碳陶瓷料浆凝胶注模成型技术,制备出了具有轻量化结构600mm口径碳化硅反射镜坯体,开展了工程尺寸碳化硅陶瓷反射镜制备技术研究,碳化硅反射镜镜坯顺利通过了验收级振动试验考核。另外,开展了三维编织CVI C/SiC反射镜镜坯制备技术研究,对大尺寸C纤维预制体制备、温度梯度强制流动CVI工艺条件等开展了工作,为制备大尺寸、具有超轻量化结构碳化硅陶瓷反射镜及空间相机用结构件打下了坚实基础。

  由于高分辨率相机超轻量化相机应用上,碳化硅陶瓷反射镜具有明显优势,可以肯定地说,碳化硅陶瓷反射镜未来高性能反射镜国际发展主流。国内用户对碳化硅陶瓷反射镜需求也日益迫切,"十一五"期间已经提出需求口径超过1.5m反射镜。

  但是,要使碳化硅陶瓷反射镜我国得到广泛应用,必须解决大尺寸、具有超轻量化结构碳化硅镜坯制备技术、高致密低缺陷碳化硅镜坯表面CVD层制备技术以及镜面光学加工技术。随着这些瓶颈技术解决,必将有力地推动我国遥感技术快速发展。(编辑:wander)
 

声明: 本文由入驻OFweek公众平台的作者撰写,除OFweek官方账号外,观点仅代表作者本人,不代表OFweek立场。如有侵权或其他问题,请联系举报。

我来说两句

(共0条评论,0人参与)

请输入评论

请输入评论/评论长度6~500个字

您提交的评论过于频繁,请输入验证码继续

暂无评论

暂无评论

  • 激光工程
  • 研发工程
  • 光学工程
  • 猎头职位
更多
文章纠错
x
*文字标题:
*纠错内容:
联系邮箱:
*验 证 码: