[发明专利]一种光学望远镜C/C复合材料镜筒的制造方法

说明书

技术领域

本发明属于C/C复合材料加工制造技术领域，尤其是涉及一种光学望远镜C/C复合材料镜筒的制造方法。

背景技术

C/C复合材料是一种由炭纤维增强炭基体的通用类型的合成纯炭材料，它具有轻质、良好的抗热震性能、低的热膨胀系数、高的高温强度保持率、高的耐冲击和高的刚性等一系列突出的特点，特别适合于在极端温度下要求材料具有高的物理、化学稳定性的环境中使用，已成功地在航天器鼻锥、机翼前缘、固体发动机喉衬、扩张段和飞机刹车盘等重要领域得到广泛应用。二十世纪八十年代以来，随着新型高性能原材料的研发成功，快速低成本制备技术的不断发展，C/C复合材料开始应用于贵金属、玻璃、半导体工业加热元件、坩埚、核反应堆等领域，标志着C/C复合材料的应用进入了更广泛的高技术领域。

镜筒是月基光学望远镜中的重要零件，其选材和加工质量的好坏及刚度直接决定着最终产品的性能。由于其工作在极端热环境，要求筒体结构具有很高的整体强度和稳定性，极低的热膨胀系数(CTE接近0)以及面内的准各向同性。此外，还要求具有高比强度、对湿气不敏感、能成型复杂形状等。

C/C复合材料具有独特的性能特点，通过材料与工艺设计有望满足光学望远镜镜筒的使用要求，国外在这方面进行了有益的探索。但有关文献中仅介绍了C/C复合材料筒体的性能要求，而对复合材料筒体的设计与制备方法没有介绍。ALCATEL SPACE选用的C/C复合材料的性能见表1：

表1ALCATEL SPACE选用的C/C复合材料性能参数表

  密度  1.6g/cm³  线膨胀系数  -0.1×10^-6/K  拉伸强度  ＞160MPa  层间剪切强度  ＞12MPa  拉伸模量  ＞60GPa

我国由于起步较晚，光学望远镜的复合材料应用尚处于探索阶段，主要集中于基础理论或小样试验研究，在工程化应用方面存在一定差距。2010年04月21日公开的发明专利申请200910309234.3中公开了一种带有内格栅的纤维增强树脂基复合材料遮光罩的成型方法，2010年08月18日公告的实用新型专利200920313962.7中披露了一种带有内格栅的纤维增强树脂基复合材料遮光罩，上述两项专利申请文件中介绍了采用碳纤维增强树脂基复合材料制造空间遥感相机多光谱扫描仪遮光罩，但其应用部位和材料体系均与光学望远镜结构件存在较大差异，尚未见到月基光学望远镜C/C复合材料镜筒结构的制造方法报道。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种光学望远镜C/C复合材料镜筒的制造方法，其设计合理、加工步骤简单、投入成本低且操作简便、质量控制方便，所加工成型C/C复合材料镜筒性能优良，具有较高的整体强度和稳定性以及极低的热膨胀系数。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种光学望远镜C/C复合材料镜筒的制造方法，其特征在于该方法包括以下步骤：