[发明专利]一种光学望远镜C/C复合材料镜筒的制造方法

摘要

本发明公开了一种光学望远镜C/C复合材料镜筒的制造方法，包括以下步骤：一、炭纤维织物与炭纤维网胎铺层并逐层针刺制得预制增强体，铺层之前先对预制增强体的密度进行估算并根据估算结果计算得出预制增强体的径向密度；二、复合致密，其致密过程如下：201、气相沉炭致密处理：采用气相沉炭设备进行气相沉炭处理；202、树脂浸渍、固化及炭化处理：对经气相沉炭致密处理后的预制增强体进一步进行致密处理；三、高温处理；四、后续加工处理。本发明设计合理、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。

主权项

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：步骤一、炭纤维织物与炭纤维网胎铺层并逐层针刺制得预制增强体：先根据预先估算得出需铺制预制增强体的体积密度，推算出所述预制增强体在径向上的炭纤维织物与炭纤维网胎的铺层层数和相邻铺层之间的密实度；之后，根据推算出的铺层层数与相邻铺层之间的密实度，且采用炭纤维织物与炭纤维网胎在镜筒成型芯模上沿圆周方向进行交替铺层的方式进行铺层，并相应形成由炭纤维织物铺层与炭纤维网胎铺层交替布设且整体密度符合设计要求的准三维C/C复合材料预制增强体，所获得的预制增强体中相邻的炭纤维织物铺层与炭纤维网胎铺层之间均通过径向针刺进行增强；所述镜筒成型芯模为圆柱状芯模，且其直径与需制作C/C复合材料镜筒的内径一致；步骤二、复合致密，其致密过程如下：201、气相沉炭致密处理：采用气相沉炭设备且按照常规的化学气相渗透沉炭方法对步骤一中所获得的预制增强体进行气相沉炭处理，且将所处理预制增强体的密度增至1.30g/cm3～1.50g/cm3为止；202、树脂浸渍、固化及炭化处理：按照常规的C/C复合材料树脂浸渍、固化及炭化处理方法对经气相沉炭致密处理后的预制增强体进一步进行致密处理，且C/C复合材料树脂浸渍、固化及炭化处理的次数为一次或多次，并将所处理预制增强体的密度增至1.60g/cm3～1.80g/cm3为止，则获得C/C复合材料坯体；步骤三、高温处理：采用高温处理炉且在惰性气体保护下，按照C/C复合材料制品的常规高温处理工艺对经复合致密后的C/C复合材料坯体进行高温处理，并获得圆筒毛坯；且高温处理结束后，返回步骤202对所述圆筒毛坯重复进行一次或多次树脂浸渍、固化及炭化处理，以对所述圆筒毛坯进一步进行致密处理，并相应对致密处理后获得圆筒毛坯的密度进行测试：当测试得出所述圆筒毛坯的密度达到需制作C/C复合材料镜筒的密度要求时，说明所述圆筒毛坯即为需制作C/C复合材料镜筒的镜筒毛坯，并进入步骤四；步骤四、后续加工处理：按照需制作C/C复合材料镜筒的设计尺寸，采用机加工设备对步骤三中所获得的镜筒毛坯进行后续加工处理，获得C/C复合材料镜筒成品。