一种铝基复合材料光学系统长期贮存稳定性验证方法技术方案

本发明专利技术公开一种铝基复合材料光学系统长期贮存稳定性验证方法，包括：对铝基复合材料光学系统试验样品预处理残余应力测试，确定产品长期贮存年限及环境条件，制定温度循环试验条件，加速验证铝基复合材料光学系统在长期温度变化条件下的尺寸稳定性；计算温度循环试验加速因子；确定温度循环试验时间并开展试验，进行试验后测试，制定高温腐蚀试验条件，加速验证铝基复合材料光学系统在长期湿度腐蚀条件下的耐腐蚀性；计算高温腐蚀试验加速因子；确定高温腐蚀试验时间并开展试验；进行试验后测试，验证铝基复合光学经过高温腐蚀加速试验后是否仍满足使用要求。本发明专利技术可以通过短期试验验证铝基复合材料光学系统长期贮存稳定性。验验证铝基复合材料光学系统长期贮存稳定性。验验证铝基复合材料光学系统长期贮存稳定性。

【技术实现步骤摘要】
一种铝基复合材料光学系统长期贮存稳定性验证方法


[0001]本专利技术属于光学系统验证
，特别是一种铝基复合材料光学系统长期贮存稳定性验证方法。

技术介绍

[0002]近年来，铝基复合材料的发展十分迅速，其主要特点是能够通过调节增强相含量而获得较佳的性能匹配，如高的比强度、比模量，低的热膨胀系数等。国外用其替代铍、钛和玻璃制作轻型反射镜基材、陀螺支架、惯性平台以及高强度安装结构等，在坦克火控系统、空间激光系统、红外探测制导系统、卫星导航系统、超轻型空间望远镜中得到应用。由于这类光学构件对尺寸稳定性有极为严格的要求，必须经过尺寸稳定化处理方能使用，因而该类材料尺寸稳定性优劣及最佳尺寸稳定化处理的实施是其能否成功应用的关键。
[0003]长期贮存后使用的光学系统，需要考虑的长期贮存稳定性主要有两个方面：一个是结构尺寸精度的变化，另一个是材料的腐蚀过程。这两方面是否会对长期贮存后的光学性能造成影响甚至破坏光学结构，通常是根据贮存环境和光学系统设计，并结合对所用材料积累的相关知识和使用经验判断的。而铝基复合材料作为新型光学应用基材没有可以借鉴的长期贮存经验和历史数据。若通过自然贮存的方式验证这两个方面能否满足贮存使用需要，往往需要几年到十几年的时间，按照当前工程领域短则几个月最长两三年的研发周期，自然贮存所需的验证时间远超研制周期，无法起到验证设计的作用。目前在工程领域，对于需要考虑长期贮存但又没有经验数据的情景，通常是使用加速贮存试验的方式来进行验证。加速贮存试验起源于材料化学研究，后拓展至电子产品及设备，并形成了一些方法，如1)通过高温，使电子元器件、绝缘材料等产品内部加快化学反应速度，促使产品提前失效；2)通过施加更大电应力、或机械应力，使电路、承力结构等产品内部缺陷加速恶化，提前发生击穿、断裂等失效等。
[0004]上述这些方法通常用于对高温、机械载荷、电应力敏感的材料或产品，光学系统的长期贮存稳定性难以通过上述方法验证，具体原因为：首先，上述方法面向的贮存故障模式与光学系统不同：光学系统结构在贮存过程中很难断裂破坏，通常故障是：贮存过程中光学系统结构或内部光学元件尺寸、形状发生微变化导致光学系统发生离焦、像散。其次，上述方法面向的激发故障应力与光学系统不同：光学系统一般无外部机械应力和电应力作用，同时也对持续高温不敏感，由于尺寸变形对光学影响较大，光学系统对反复温度变化较敏感。第三，上述方法面向的在考虑自然贮存环境时，通常只考虑贮存地平均气温，未考虑不同季节或昼夜的温度变化，而这一点对于光学系统贮存比较重要。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种铝基复合材料光学系统长期贮存稳定性验证方法，解决铝基复合材料光学系统长期贮存稳定性难以验证的问题。
[0006]有鉴于此，本专利技术提供一种铝基复合材料光学系统长期贮存稳定性验证方法，其
特征在于，包括：
[0007]步骤一，对铝基复合材料光学系统试验样品预处理残余应力测试，判断残余应力是否小于微屈服强度；
[0008]步骤二，确定产品长期贮存年限及环境条件，根据产品贮存及使用剖面，确定产品的贮存年限、贮存环境温度和湿度条件；
[0009]步骤三，制定温度循环试验条件，加速验证铝基复合材料光学系统在长期温度变化条件下的尺寸稳定性；
[0010]步骤四，计算温度循环试验加速因子；
[0011]步骤五，确定温度循环试验时间并开展试验，根据计算得到的温度循环试验加速因子，以及产品的贮存年限，确定温度循环加速试验的试验时间；
[0012]步骤六，进行试验后测试，验证铝基复合光学经过温度循环加速试验后是否仍满足使用要求，如不满足，进行设计调整，重新进行步骤五；如满足，则继续进行高温腐蚀试验；
[0013]步骤七，制定高温腐蚀试验条件，加速验证铝基复合材料光学系统在长期湿度腐蚀条件下的耐腐蚀性；
[0014]步骤八，计算高温腐蚀试验加速因子；
[0015]步骤九，确定高温腐蚀试验时间并开展试验，根据计算得到的加速因子，以及产品的贮存年限，确定高温腐蚀加速试验的试验时间；
[0016]步骤十，进行试验后测试，验证铝基复合光学经过高温腐蚀加速试验后是否仍满足使用要求，如不满足，进行调整；如满足，则保存并固化光学系统设计。
[0017]进一步地，在步骤一中，所述判断残余应力是否小于微屈服强度，包括：确定判断残余应力大于微屈服强度时，重新进行预处理或调整预处理方法，否则，进行温度循环加速试验验证。
[0018]进一步地，在步骤二中，所述贮存环境温度按照分阶段进行确定。
[0019]进一步地，在步骤二中，所述湿度条件按贮存过程中出现的最大湿度确定。
[0020]进一步地，在步骤三中，所述温度循环试验条件包括：加速试验温度范围，试验温变率，温度保持时间。
[0021]进一步地，在步骤六中，确定不满足使用要求时，从材料选择、结构设计和加工工艺方面进行设计调整。
[0022]进一步地，在步骤七中，所述高温腐蚀试验条件包括：加速试验温度、激活能和湿度条件。
[0023]进一步地，在步骤十中，所述进行调整包括：从材料选择、结构设计、加工工艺和表面镀层方面调整，如果只调整表面镀层，则重新进行步骤九，如调整材料选择、结构设计、加工工艺，则重新进行步骤五到步骤九。
[0024]本专利技术实现了以下显著的有益效果：
[0025]实现简单，包括：对铝基复合材料光学系统试验样品预处理残余应力测试，判断残余应力是否小于微屈服强度；确定产品长期贮存年限及环境条件，制定温度循环试验条件，加速验证铝基复合材料光学系统在长期温度变化条件下的尺寸稳定性；计算温度循环试验加速因子；确定温度循环试验时间并开展试验，进行试验后测试，制定高温腐蚀试验条件，
加速验证铝基复合材料光学系统在长期湿度腐蚀条件下的耐腐蚀性；计算高温腐蚀试验加速因子；确定高温腐蚀试验时间并开展试验，根据计算得到的加速因子，以及产品的贮存年限，确定高温腐蚀加速试验的试验时间；进行试验后测试，验证铝基复合光学经过高温腐蚀加速试验后是否仍满足使用要求。本专利技术一方面，通过温度循环试验条件，加速验证了铝基复合材料光学系统在长期温度变化条件下的尺寸稳定；另一方面，通过高温腐蚀试验条件，加速验证了铝基复合材料光学系统在长期湿度腐蚀条件下的耐腐蚀性。该方法可以通过短期试验验证铝基复合材料光学系统长期贮存稳定性，解决铝基复合材料光学系统长期贮存稳定性难以验证的问题。
附图说明
[0026]图1为本专利技术的铝基复合材料光学系统长期贮存稳定性验证方法的流程图；
[0027]图2为本专利技术的计算高温腐蚀试验加速因子AF
F
方法的流程图。
具体实施方式
[0028]以下结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步详细说明，根据下面说明和权利要求书，本专利技术的优点和特征将更清楚。需要说明的是，附图均采用非常简化的形式且均适用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种铝基复合材料光学系统长期贮存稳定性验证方法，其特征在于，包括：步骤一，对铝基复合材料光学系统试验样品预处理残余应力测试，判断残余应力是否小于微屈服强度；步骤二，确定产品长期贮存年限及环境条件，根据产品贮存及使用剖面，确定产品的贮存年限、贮存环境温度和湿度条件；步骤三，制定温度循环试验条件，加速验证铝基复合材料光学系统在长期温度变化条件下的尺寸稳定性；步骤四，计算温度循环试验加速因子；步骤五，确定温度循环试验时间并开展试验，根据计算得到的温度循环试验加速因子，以及产品的贮存年限，确定温度循环加速试验的试验时间；步骤六，进行试验后测试，验证铝基复合光学经过温度循环加速试验后是否仍满足使用要求，如不满足，进行设计调整，重新进行步骤五；如满足，则继续进行高温腐蚀试验；步骤七，制定高温腐蚀试验条件，加速验证铝基复合材料光学系统在长期湿度腐蚀条件下的耐腐蚀性；步骤八，计算高温腐蚀试验加速因子；步骤九，确定高温腐蚀试验时间并开展试验，根据计算得到的加速因子，以及产品的贮存年限，确定高温腐蚀加速试验的试验时间；步骤十，进行试验后测试，验证铝基复合光学经过高温腐蚀加速试验后是否仍满足使用要求，如不满足，进行调整；如满足，则保存并固化光学系统设计。2.根据权利要求1所述的铝基复合材料光学系统长期贮存稳定性验证方法，其特征在于，在步骤一中，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：戴瀛，高素丽，张会平，胡航，童雨，许鹏，
申请(专利权)人：北京遥感设备研究所，
类型：发明
国别省市：