一种碳化硅光学反射镜及其增材制造方法技术

本发明专利技术公开了一种碳化硅光学反射镜及其增材制造方法。该方法包括以下步骤：将炭黑粉、碳化硅粉与粘结剂混合，得到复合粉末；采用激光选区烧结成型技术将复合粉末成型为反射镜生坯；采用酚醛树脂溶液对反射镜生坯进行循环浸渍‑碳化处理，得到反射镜预制体；对反射镜预制体进行渗硅烧结，得到碳化硅陶瓷体；采用卤化物化学气相沉积技术在碳化硅陶瓷体的镜面沉积碳化硅涂层。本发明专利技术通过将增材制造技术与卤化物CVD涂层制备技术相结合，可实现大尺寸复杂轻量化碳化硅反射镜的整体成型及镜面快速无损匀化，制得的碳化硅反射镜镜面涂层厚度均匀、结合强度高、一致性好、热稳定性优异，满足空间光学系统对高分辨率、大视场碳化硅反射镜的应用需求。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于反射镜制造，尤其涉及一种碳化硅光学反射镜及其增材制造方法。

技术介绍

1、光学遥感器可以广泛应用于国防、能源、海事、救灾、基础设施建设等领域，具有效率高、实时的特点，因此受到世界各国的广泛重视。反射镜是空间光学系统的核心部件，为提高光学遥感器分辨率，必须增大反射镜口径，但会使遥感器重量增加，导致其发射成本、卫星搭载难度上升，甚至超出火箭运载能力。因此，反射镜的超轻量化成为必然趋势，轻量化结构可以更低的质量保证结构的刚度，但也导致镜体结构的复杂化。碳化硅具有比刚度大、热稳定性好等优点，是光学反射镜的优选材料，但其硬度高、脆性大，较难通过传统方法成型高复杂度构件，制约了碳化硅镜体超轻量化设计；并且，当前大口径碳化硅镜坯大多需拼接而成，周期长、面形误差大。

2、基于粉末床的激光选区烧结增材制造可通过三维模型逐层累加成型任意复杂结构，成型尺寸大、制粉效率高、无需支撑，是实现高复杂度碳化硅反射镜超轻量化制造的重要途径。将激光选区烧结与液相渗硅相结合已成为当下大尺寸复杂结构碳化硅陶瓷构件成型的重要方法之一。然而，增材/渗硅制备碳化硅陶瓷构件，本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种增材制造碳化硅光学反射镜的方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的增材制造碳化硅光学反射镜的方法，其特征在于，步骤S1中，所述炭黑粉的粒径为20～30μm；所述碳化硅粉为级配粉体，包括粒径为5μm、20μm和50μm的碳化硅粉体；所述粘结剂为酚醛树脂、环氧树脂和糊精中的一种或多种。

3.根据权利要求1所述的增材制造碳化硅光学反射镜的方法，其特征在于，步骤S1中，以重量百分比计，所述复合粉末包括碳化硅粉60％-70％、炭黑粉15％-20％、粘结剂10％-25％。

4.根据权利要求1所述的增材制造碳化硅光学反射镜的方法，其特征在于...

【技术特征摘要】

1.一种增材制造碳化硅光学反射镜的方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的增材制造碳化硅光学反射镜的方法，其特征在于，步骤s1中，所述炭黑粉的粒径为20～30μm；所述碳化硅粉为级配粉体，包括粒径为5μm、20μm和50μm的碳化硅粉体；所述粘结剂为酚醛树脂、环氧树脂和糊精中的一种或多种。

3.根据权利要求1所述的增材制造碳化硅光学反射镜的方法，其特征在于，步骤s1中，以重量百分比计，所述复合粉末包括碳化硅粉60％-70％、炭黑粉15％-20％、粘结剂10％-25％。

4.根据权利要求1所述的增材制造碳化硅光学反射镜的方法，其特征在于，步骤s2中，所述激光选区烧结成型技术的工艺参数为：预热温度50～60℃，激光功率6～12w，打印层厚度0.1～0.2mm，激光扫描速度1000～2000mm/s，激光扫描间距0.1～0.2mm。

5.根据权利要求1所述的增材制造碳化硅光学反射镜的方法，其特征在于，步骤s2还包括对打印成型后的反射镜生坯进行激光匀化处理；所述激光匀化的激光功率为6～9w，激光扫描速度为1500～2000mm/s，激光扫描间距为0.1～0.2mm。

6.根据权利要求1所述的增材制造碳化硅光学反射镜的方法，其特征在于，步骤s3中，所述循环浸渍-碳化处理方法包括：将反射镜生坯在惰性气氛下进...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘凯，孙策，任科研，章嵩，涂溶，杨梅君，叶家豪，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：