[发明专利]一种高比分梯度铝基碳化硅复合材料反射镜及其制备方法

权利要求书

1.一种高比分梯度铝基碳化硅复合材料反射镜的制备方法，其特征在于，所述方法包括：

S1：将表面包覆有聚碳硅烷的碳化硅粉末作为打印粉末，采用增材制造技术根据梯度多孔的三维结构打印碳化硅素坯；所述碳化硅素坯中碳化硅的体积分数沿着Z轴方向线性变化；

S2：将所述碳化硅素坯进行高温裂解处理得到碳化硅陶瓷体；然后对所述碳化硅陶瓷体进行预氧化处理；再采用液态铝合金填充所述碳化硅陶瓷体得到铝基碳化硅镜坯；

S3在所述铝基碳化硅镜坯的一表面上沉积SiC致密层，所述表面为碳化硅的体积分数最大的一面；

S4对所述SiC致密层表面进行抛光处理，得到所述高比分梯度铝基碳化硅复合材料反射镜。

2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中，所述打印粉末通过下列方法得到：将前驱体加入有机溶剂中得到聚碳硅烷溶液，将碳化硅颗粒加入聚碳硅烷溶液中充分浸泡后去除有机溶剂，得到表面包覆有聚碳硅烷的碳化硅粉末。

3.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述前驱体与有机溶剂的质量比为(10～1)：1，所述前驱体为聚碳硅烷、聚二甲基硅烷或异元素聚碳硅烷，其中异元素聚碳硅烷中的异元素为B、Al；所述碳化硅颗粒的粒径为0.5～120μm。

4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中碳化硅素坯中碳化硅的体积分数沿着Z轴方向线性变化，使得碳化硅素坯上待沉积SiC致密层的表面处碳化硅的体积分数为100％。

5.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中高温裂解处理的裂解温度为1200～1600℃，升温速率为5～20℃/min，保温时间为2～6h。

6.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，预氧化的温度为900～1200℃，保温时间为1～6h。

7.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述铝基碳化硅镜坯中碳化硅体积分数为40～70％，铝合金的体积分数为30～60％。

8.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述采用液态铝合金填充所述碳化硅陶瓷体，采用AlSi10Mg铝合金，熔渗温度为700～900℃，熔渗压力3～8MPa。

9.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S3中，沉积SiC致密层具体为采用化学气相沉积SiC致密层，所述SiC致密层的厚度为15～100μm；所述化学气相沉积的工艺参数为：载气H₂流量为200～350ml/min，H₂和CH₃SiCl₃的摩尔比为6～12：1，稀释气体Ar流量为150～240ml/min，沉积压力为1kPa以下，沉积温度为1000、1050、1100、1150、1200、1250或1300℃。

10.一种根据权利要求1-9任一项所述的制备方法制备得到的高比分梯度铝基碳化硅复合材料反射镜。