[发明专利]一种碳化硅陶瓷基复合材料反射镜及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种碳化硅陶瓷基复合材料反射镜镜面的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)按照反射镜结构模型采用连续纤维制备相应的纤维预制体；

(2)制备纤维增强碳化硅陶瓷基复合材料反射镜坯料：

(21)纤维预制体的界面制备：将步骤(1)的纤维预制体置于反应炉内，通入丙烯、天然气和氢气的混合气体，于600-1100℃下化学气相沉积20-60h，得到热解碳界面的纤维预制体；

(22)碳化硅陶瓷基体的制备：将步骤(21)的热解碳界面的纤维预制体置于反应炉内，以三氯甲基硅烷为先驱体，氢气作为载气和稀释气体，氩气作为保护气体，三氯甲基硅烷∶H₂∶Ar的流量比为1∶5-15∶10-20，于900-1200℃，沉积炉总气压为0.5-5kPa条件下沉积40-100h，制得纤维增强碳化硅陶瓷基复合材料反射镜坯料；

(3)对步骤(2)制得的纤维增强碳化硅陶瓷基复合材料反射镜坯料去除工艺边角后进行致密化处理，所述致密化处理为第二次气相沉积工艺，所述第二次气相沉积工艺与步骤(22)的工艺一致，得到致密纤维增强碳化硅陶瓷基复合材料反射镜；

(4)对步骤(3)制得的致密纤维增强碳化硅陶瓷基复合材料反射镜坯料的反射面进行表面抛磨处理后，采用热喷涂工艺或物理气相沉积工艺，在其反射面制备反射面材料，得到碳化硅陶瓷基复合材料镜面；

(5)采用表面抛光工艺，对步骤(4)制得的碳化硅陶瓷基复合材料镜面进行抛光，直至反射面达到使用要求，制得碳化硅陶瓷基复合材料反射镜。

2.根据权利要求1所述的一种碳化硅陶瓷基复合材料反射镜镜面的制备方法，其特征在于，步骤(1)中纤维预制体结构为纤维布叠层缝合结构、三维针刺结构、多层单向带叠层结构、网胎无纺布叠层穿刺结构中的一种。

3.根据权利要求1所述的一种碳化硅陶瓷基复合材料反射镜镜面的制备方法，其特征在于，步骤(21)需循环执行1-4次，于纤维预制体的界面制备之后，热解碳界面的纤维预制体的制备还包括热处理过程，所述热处理过程的方法为：于真空条件下，于1800-2200℃热处理30-100h。

4.根据权利要求1所述的一种碳化硅陶瓷基复合材料反射镜镜面的制备方法，其特征在于，步骤(22)需循环执行4-12次，步骤(3)需循环执行2-8次。

5.根据权利要求1所述的一种碳化硅陶瓷基复合材料反射镜镜面的制备方法，其特征在于，步骤(4)中，表面抛磨处理选自喷砂处理、抛磨处理或机械加工处理；热喷涂工艺选用等离子喷涂、粉末火焰喷涂、超音速火焰喷涂、爆炸喷涂中的一种；使维增强碳化硅陶瓷基复合材料反射镜坯料的表面粗糙度Ra介于3.2-12.5之间。

6.根据权利要求1所述的一种碳化硅陶瓷基复合材料反射镜镜面的制备方法，其特征在于，步骤(4)中，反射面材料选用硅、碳化钛、碳化钨中的一种，且反射面材料厚度为5-300μm。

7.一种碳化硅陶瓷基复合材料反射镜的制备方法，其特征在于，在权利要求1所述镜面制备步骤的基础上，增加了如下步骤：步骤(3)制得的致密纤维增强碳化硅陶瓷基复合材料反射镜在表面抛磨前与支撑结构连接，则在采用连接件连接镜面和支撑结构后，于反应炉内采用第三次化学气相沉积工艺完成镜面、支撑结构和连接件的原位同质焊接；且连接件和支撑结构的材质均与纤维增强碳化硅陶瓷基复合材料反射镜坯料的材质相同；

所述第三次化学气相沉积工艺与步骤(22)的工艺一致。