空间相机反射镜碳化硅材料性能测试
Φ450mm口径空间天文相机轻量化碳化硅主反射镜组件设计
第50卷第2期Vol.50No.22021年2月Feb.2021红外与激光工程Infrared and Laser Engineering0450mm口径空间天文相机轻量化碳化硅主反射镜组件设计凤良杰，成鹏飞，王炜(中国科学院西安光学精密机械研究所空间光学技术研究室，陕西西安710119)摘要：针对某空间天文相机对轻量化、光学效率、杂光抑制与探测能力的需求，设计0450mm口径碳化硅主反射镜，镜体轻量化率超过70%；选取线膨胀系数匹配的殷钢材料，设计基于两脚架柔性结构的侧面支撑以消除装配应力和热应力，通过渗硅改性获取高反射率光学镜面。
光学加工完成后反射镜质量7kg,反射率优于98%O在严格的工艺条件控制下，对反射镜组件进行精密装配。
光学检测结果表明，反射镜装配完成后面形误差优于0.02A RMS,与分析结果吻合。
证明了空间天文相机主反射镜组件结构设计方案与装调工艺的合理性，满足空间天文相机光学设计要求。
关键词：空间天文相机；碳化硅反射镜；轻量化设计；柔性支撑中图分类号：V447+.1文献标志码：A DOI：10.3788/IRLA20200175Design of¢450mm light-weighted SiC mirror subsystem inspace-based astronomy telescopeFeng Liangjie,Cheng Pengfei,Wang Wei(The Space Optical Technology Research Department,Xi'an Institute of Optics and Precision Mechanics ofChinese Academy of Sciences,Xi'an710119,China)Abstract:A¢450mm primary mirror subsystem of a space-based astronomy telescope was designed with mass,optical surface distortion and reflectivity requirement.The opeback primary mirror was made of pressureless sintering silicon carbide,light-weighted at a ratio of approximately70%.Three side supporting invar flexure bipods were designed to minimize the assembling stress and the thermal stress.The high reflection was obtained from the optical surface cementite.The mirror weighted7kg and the reflectivity was98%after optical polishing. The mirror subsystem was precisely assembled under the strict technical condition.The optical test with interferometer show that the optical surface distortion is less than0.02z RMS,which meet the critical optical requirements for the primary mirror of the space-based astronomy telescope.Key words:space-based astronomy telescope;SiC mirror;light-weighted design;flexure support收稿日期:2020-05-16；修订日期:2020-09-09基金项目：中法合作天文卫星项目(Space Variable Objects Monitor)0引言伽玛射线暴(又称伽玛暴)是宇宙中发生的最剧烈的爆炸，数十年来，人们对其本质了解的还不很清楚，但基本上可以确定是发生在宇宙学尺度上的恒星级天体中的爆发过程。
碳化硅的测定
碳化硅的测定碳化硅是一种重要的耐高温陶瓷材料，常用于高温炉、加热器、热交换器、气体转换器和电子元器件等领域。
因此，对碳化硅的测定非常重要。
本文将从碳化硅的概述、测定方法和应用等方面进行讲解。
一、碳化硅概述碳化硅全称为二硅化碳，由碳和硅的化合物组成，化学式为SiC。
碳化硅具有高强度、高硬度、高抗磨损性、高耐腐蚀性、高耐高温性、高热导率、高电导率、低线膨胀系数等优良性能，是一种重要的高科技材料。
由于碳化硅的硬度极高，可以用来制作切削工具和陶瓷刀具，还可以用于航空航天和核工业等领域的高科技产品制造。
1.成分分析法成分分析法主要是采用化学方法测定碳化硅中碳、硅等元素的含量。
常用的方法有化学分析法、光谱分析法、气相色谱法、元素分析法等。
其中，化学分析法是最常用的方法，通过化学反应使样品中的元素与化学试剂发生化学反应，然后利用化学计量学原理计算出元素的含量。
2. X射线衍射法X射线衍射法是通过碳化硅晶体的衍射图谱来分析碳化硅的晶体结构和取向。
该方法需要先将样品制成薄片或粉末，并通过X射线衍射仪进行测试。
通过测量碳化硅晶体衍射图谱中的衍射峰强度和位置，可以确定样品中晶体结构相对应的晶面和衍射角度，从而进一步分析出碳化硅晶体结构和取向。
3. 热重法热重法是通过样品在高温环境下发生质量变化来分析样品成分。
碳化硅在高温下，其化学反应会导致质量变化，该方法通过热重分析仪来测量样品在高温下质量的变化，根据变化数据来推算出样品组成成分。
三、碳化硅的应用碳化硅的应用非常广泛，常用于以下几个领域：1. 电子元器件碳化硅具有优良的导热性能和电热性能，可以用于制作电子元器件中的热敏电阻、基板、晶体管等。
2. 高温炉由于碳化硅具有优异的高温稳定性、高耐热性和抗氧化性，可以用于高温炉的制造。
3. 气体转换器碳化硅具有优异的耐腐蚀性，可以用于气体转换器中的反应器和传热器。
4. 切削工具碳化硅具有极高的硬度和抗磨损性，可以用于制作切削工具。
空间用碳化硅反射镜的设计制造与测试
（ ｅ ｔ ｏ ｏ ｏｉ ｔｒ ｌ ， ｒｉ ｎｔ ｕｅｏ ｅｈ ｏｏ ｙ，Ｈａ ｂｎ １ ０ ０ ， ｈ ｎ ） Ｃ ｎｅ ｆ ｒＣ ｍｐ ｓｔ Ｍａｅｉ ｓ Ｈａ ｂｎＩ ｓ ｔｔ ｆ Ｔ ｃｎ ｌｇ ｒ ｅ ａ ｉ ｒｉ ５ ０ １ Ｃ ｉａ
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SiC空间反射镜材料及其表面改性技术现状分析
空间相机反射镜碳化硅材料性能测试
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键
词 ： 间相 机 ； 射镜 ； 射 率 ； 化 硅 ； 面粗 糙 度 空 反 反 碳 表
文献 标 识 码 ： Ａ
中图 分 类 号 ： ４ ． ； Ｖ４ ７ ３ ＴＨ７ ３ Ｖ２ ４ Ｏ ； ５
Ｃｈ ｒ ｃ ｅ ｉ ｔｃ ｔ ｓ ｆ Ｓ Ｃ ｏ ｐａ ｅ ｃ ｍ ｅ ａ’ ｉ ｒ ｒ ａ ａ ｔ ｒ ｓ ｉ ｅ ｔｏ ｉ ｆ ｒ ｓ ｃ ａ ｒ Ｓ ｍ ｒ ｏ
率 测 试 ， 出 在镀 硅 再 镀 银 条 件 下 ， 射 率 最 高 ， 到 ９ 的 结 果 。利 用 Ｗ ｙ ｏ干 涉 仪 对 国 产 ＳＣ长 条 形 样 镜 进 行 研 磨 得 反 达 ８ ｋ ｉ
分 析 测 试 ， 得 表 面粗 糙 度 值 为 ６ ２ ｍ。该 材 料 在 某 型 号 离 轴 三 反 光 学 系 统 中 作 为 反 射 镜 得 以 应 用 和验 证 ， 得 被 加 测 ． ７ｎ 测 工 后 ， 面面 形 Ｐ 值 达 到 ０ ０ ８ ， ＭＳ值 为 ０ ０ （ 镜 Ｖ ． ６ Ｒ ． １ 一６ ２ ８ｎ 。此 结 果 表 明 ， 料 的性 能 达 到 了 可 加 工 可 应 用 的 ３ ． ｍ） 材
空 间相 机 反 射 镜 碳 化 硅 材 料 性 能 测试
高明辉， 磊， 刘 任建岳
（ 中国科学院 长春光学精密机械 与物理研究所 ， 吉林 长春 １０３ ） ３０ ３
摘 要 ： 过 对 ＳＣ样 件 加 工 研 磨 及 反 射 率 等性 质 的测 试 ， 到 了 材 料 的 性 能 数 据 ， 析 了用 ＳＣ材 料 制 备 反 射 镜 毛 坯 的 通 ｉ 得 分 ｉ 几 种 方 法 的 优 缺 点 。采 用 Ｌ ｎ ａ９ 光 光 度 计 ， ＳＣ在 不 同表 面 镀 硅 、 ａｍｄ－ 分 对 ｉ 镀银 、 以及 镀 硅 后 再 镀 银 的条 件 下 进 行 了 反 射
大口径碳化硅轻质反射镜镜坯制造技术的研究进展
第３３卷第４期２００７年７月光学技术ＯＰＴＩＣＡＬＴＥＣＨＮＩＱＵＥＶｄ．３３Ｎｏ．４Ｊｕｌｙ２００７文章编号：１００２．１５８２（２００７）０４．０５１０．０４大口径碳化硅轻质反射镜镜坯制造技术的研究进展＋唐裕霞１，张舸２（１．重庆工商大学理学院，重庆４０００６７；２．中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，长春１３００３３）摘要：比较了目前空间遥感相机中常用的四种反射镜镜体材料——仉Ｅ，Ｚｅｒｏｄｕｒ，铍（Ｂｅ）和碳化硅（ｓｉｃ）的各项性能。
结果表明：ＳｉＣ陶瓷具备比较明显的综合优势，是制备空间用反射镜的最佳候选材料。
阐述了碳化硅反射镜镜坯的四种制备工艺。
介绍了当前国内外碳化硅质轻型反射镜镜坯的发展情况。
关键词：碳化硅；轻型反射镜；制备工艺中图分类号：ＴＱｌ６文献标识码：ＡＴｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓｉｎｌａｒｇｅｓｃａｌｅｌｉｇｈｔ－ｗｅｉｇｈｔｅｄＳｉＣｍｉｒｒｏｒｂｌａｎｋＴＡＮＧＹｕ－ｘｉａｌ．ＺＨＡＮＧＧ∥（１．ＴｈｅＳｄｅｎｃｅＩｎｓｔｉｔｕｔｅ，ＣｈｏｎｇｑｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙａｎｄＢｕｓｉｎｅｓｓ，Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ４０００６７，Ｃｈｉｎａ）（２．ＣｈａｎｇｃｈｕｎＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＯｐｔｉｃｓ，ＦｉｎｅＭｅｃｈａｎｉｃｓａｎｄＰｈｙｓｉｃｓ，ＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｍｅｙｏｆＳｄｅｎｅｅ，Ｃｈａｎｇｃｈｕｎ１３００３３，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｆｏｕｒｍａｔｅｒｉａｌｓｆｏｒｓｐａｏｅｃａｍｅｒａ，ｓｕｃｈ弱ＵＬＥ，Ｚｅｒｏｄｔｌｒ，Ｂｅａｎｄｓｉｌｉｃｏｎｃａｒｂｉｄｅ（ＳｉＣ），Ｒｔ＇ｅｒ埘ｒｅｄ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔ￥［ＫＹＷＳｔｈａｔｔｈｅｖａｒｉｅｔｙｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆＳｉＣｅｘｃｅｌｌｅｎｔ．ａｎｄ∞ＳｉＣｃｅｒａｍｉｃｉｓｔｈｅｂｅａｔｍａｔｅｒｉａｌｆｏｒｓｐａｃｅｃａｍｅｒａｍｉｒｒｏｒ．ＦｏｕｒｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓｏｆＳｉＣａｎｄｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｌａｒｇｅｓｃａｌｅｌｉｇｈｔ－ｗｅｉｇｈｔｅｄＳｉＣｍｉｒｒｏｒｂｌａｎｋｉｎｈｏｎｌｅａｎｄａｂｒｏａｄｒｅｃｅｎｔｌｙｐｒｅｓｅｎｔｅｄ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｓｉｌｉｃｏｎｃａｒｂｉｄｅ；ｌｉｇｈｔ－ｗｅｉｇｈｔｅｄｍｉｒｒｏｒ；ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓ１引言为了提高空间望远镜、遥感侦察相机等大型光学遥感系统的分辨率，通常采用长焦距和大相对孔径的全反式或折反式光学系统。
大口径碳化硅反射镜面PVD改性工艺的研究
大口径碳化硅反射镜面PVD改性工艺的研究汪建君;袁吕军;武中华;周馨【摘要】通过将多块不同尺寸的碳化硅平面试片以及一块口径为520 mm碳化硅凹非球面反射镜作为镜面改性工艺技术的实验平台,对大口径碳化硅反射镜面PVD 改性工艺技术进行探索、分析和研究.重点研究了前期PVD改性前镜面特性与PVD改性层的最佳匹配关系,主要是PVD改性层与镜面粗糙度和残留面形误差的要求和最佳结合点.采用的抛光方式为磨盘相对镜体做行星运动,采用相同的离子束辅助沉积法进行凹椭球面碳化硅反射镜的镜面改性.实验结果表明:通过选用合适的方案对改性后的PVD改性层镜面的面形误差进行修抛,可同时提高其镜面光洁度和粗糙度,最终测试结果为0.756 nm(Sq),与改性前比较,粗糙度得到一定程度的提高.【期刊名称】《应用光学》【年(卷),期】2013(034)005【总页数】6页(P854-859)【关键词】光学工艺;大口径碳化硅反射镜;PVD改性;抛光【作者】汪建君;袁吕军;武中华;周馨【作者单位】中国科学院国家天文台南京天文光学技术研究所,江苏南京210042;中国科学院天文光学技术重点实验室,江苏南京210042;中国科学院大学,北京100049;中国科学院国家天文台南京天文光学技术研究所,江苏南京210042;中国科学院天文光学技术重点实验室,江苏南京210042;中国科学院国家天文台南京天文光学技术研究所,江苏南京210042;中国科学院天文光学技术重点实验室,江苏南京210042;中国科学院大学,北京100049;中国科学院国家天文台南京天文光学技术研究所,江苏南京210042;中国科学院天文光学技术重点实验室,江苏南京210042【正文语种】中文【中图分类】TN205;TB332引言不断发展的天文光学和空间光学对光学成像系统的性能和成像分辨率要求越来越高。
由于衍射极限中角分辨率的正弦值与有效孔径D成反比，增大有效孔径可有效提高角分辨率，因此光学成像系统的尺寸正在向着大口径方向发展。
碳化硅凸非球面反射镜的加工与检测
碳化硅凸非球面反射镜的加工与检测李俊峰【摘要】In order to satisfy all-frequency error quality controlling and high-precision test during the process of the convex asphere , double laps with polar coordinate polishing technique and the measuring poles method used for the alignment of Hindle test are proposed .Firstly, the double laps with polar coordinate polishing technique for manufacturing the aspheric mirror and the numerical control machine for processing aspheric sur -face are presented .Then, the measuring poles method used to control the distances between vertex of the standard sphere and the vertex and focus of the tested asphere is introduced , and the controlling precision is analyzed.Finally, for a convex asphere with the aperture of Φ158 mm, the test results and precision of the Hindle test are described .The results indicate that the double laps polishing technique can make the low-fre-quency surface error convergence quickly , and the mid-frequency surface error is restrained at the same time . The controlling precision of the low-frequency surface error is about λ/30(λ=633 nm).The limit error using the measuring poles to control the distance is ±0.065 mm, and the tolerances of the two space parameters are ±0.22 mm and ±0.30 mm, respectively .The fast manufacture and all-frequency controlling of the convex asphere are realized by the double laps with polar coordinate polishing technique , and the test result of low-frequency surface error is 0.022λ( RMS,@633 nm) in the Hindle test, which satisfiesthe specification re-quirements of the optical design .%为了满足凸非球面反射镜加工中的全频段质量控制及光学参数的高精度检验，提出了应用双摆轴极坐标快速非球面加工技术及测杆法控制Hindle法检测光学参数。
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目前国内参与大尺寸轻型ＳｉＣ反射镜研究的 单位主要有：中国科学院上海硅酸盐研究所、中国 科学院长春光学精密机械与物理研究所和哈尔滨 工业大学等。上海硅酸盐研究所制备的方法是热 压烧结ＳｉＣ，长春光机所与哈工大的制备方法是 反应烧结ＳｉＣ。
３ ＳｉＣ材料特性
选择反射镜镜体材料必须考虑的因素： （１）高比刚度；
（２）尺寸稳定性：要求膨胀系数低，热传导率 高，比热低，能经历３～１０年的温度和应力循环；
（３）能经受其它环境影响：如吸湿、辐射影响 等；
（４）镜体质量和总体成本低； （５）加工性能：要求可抛光到所需的面形精 度，反射性好（必要时镀膜）。 与其它常用玻璃和金属相比，ＳｉＣ具有一些 优异属性，被认为是前景广阔的反射镜材料。ＳｉＣ 的优良特性包括：比刚度极高，热传导率高，尺寸 稳定性突出。表２对ＳｉＣ和其它常用光学材料的 属性进行了比较。
万方数据
第８期
高明辉，等：空间相机反射镜碳化硅材料性能测试
１１７３
图１ 长条形ｓｉｃ镜表面粗糙度检测结果
Ｆｉｇ．１
Ｔｅｓｔ ｇｒａｐｈ ｏｆ ｓｕｒｆａｃｅ ｒｏｕｇｈｎｅｓｓ ｏｆ ｌｏｎｇ ｓｔｒｉｐ ＳｉＣ ｍｉ”ｏｒ
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（ｂ）ｓｉｃ镀ｓｉ的反射率曲线图
（ｂ）Ｒｅｆｌｅｃｔｉｖｉｔｙ ｃｕｒｖｅ ｏｆ Ｓ卜ｃｏａｔｅｄ ＳｉＣ
第ｌ ５卷第８期 ２００７年８月
光学精密工程
０ｐｔｉｃｓ ａｎｄ Ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ
Ｖ０１．１５ Ｎｏ．８ Ａｕｇ．２００７
文章编号 １００４—９２４Ｘ（２００７）０８—１１７０—０５
空间相机反射镜碳化硅材料性能测试
高明辉，刘 磊，任建岳
（中国科学院长春光学精密机械与 物理研究所，吉林长春１３００３３）
表２光学材料的室温性能参数对比
Ｔａｂ．２ Ｃｏｍｐａ“ｓｏｎ ｏｆ ｏｐｔｉｃａｌ ｍａｔｅｒｉａｌｓ ｉｎ ｐｒｏｐｅｒｔｙ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｉｎ ｒｏｏｍ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ
ＫＢ ＳｌＣ
２．８９
１
２．４
５
Ｂ５
ＣＶＤ ＳｉＣ
３．２１
６
２．２
Ｏ０
５
２．０
Ｏ
２
石墨转化ＳｉＣ
表１ 不同工艺方法制备的ｓｉｃ材料和ｃ／ｓｉｃ材料性能对比 Ｔａｂ．１ Ｃｏｍｐａｒｊｓｏｎ ｏｆ ｍａｔｅｒｉａｌ ｐｒｏｐｅｒｔｊｅｓ ｂｅｔｗｅｅｎ ＳｉＣ ａｎｄ Ｃ／ＳｊＣ
ｉｎ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｃｒａｆｔｗｏｒｋ ｆａｂ“ｃａｔｉｏｎ ｗａｙｓ
万方数据
光学精密工程
第１５卷
表１是不同工艺制备的ＳｉＣ材料及Ｃ／ＳｉＣ材 料性能的比较，可以看到，ＣＶＤ ＳｉＣ的性能优于 其它工艺制备的ｓｉＣ材料，非常适合制作反射镜 镜面；其它工艺制备的ｓｉｃ光学性能相对较差，但 力学性能及热稳定性都很好，可以用于制备反射 镜坯体；Ｃ／ＳｉＣ材料由于密度轻、各向同性、可以 实现减重，是今后的发展方向。
收稿日期：２００７—０５—２２；修订日期：２００７一０７—１８． 基金项目：国家８６３高技术计划资助项目（Ｎｏ．８６３—２ ５—１—１３Ｂ）
万方数据
第８期
高明辉，等：空间相机反射镜碳化硅材料性能测试
１引 言
光学系统是航天飞行器重要的组成部分，反 射镜是大型太空望远镜、探测卫星、气象卫星、侦 察卫星、高分辨率相机等系统的重要组成部件，合 格的反射镜应该对某一波段电磁波的反射率高， 同时在温度变化状态下变形小，在具体使用条件 下，能保证镜面形状和尺寸的稳定性［１］。一般大 型的空问相机系统采用反射式设计，反射镜采用 的材料由早期的Ｋ９、微晶玻璃、金属铍等材料发 展到近期主要采用ＳｉＣ及铝基复合材料。由于制 造设备和工艺的发展，ｓｉＣ的性能不断发展，已经 成为反射镜的首选材料。ＳｉＣ密度小，硬度大，无 毒，尤其是抗热冲击性极佳［２］。对ＳｉＣ材料研究 较多的是美国和俄罗斯。美国德克萨斯州的 ＤａＩＩａｓ光学系统公司、ＰＯＣＯ石墨公司以及马萨 诸塞州的ＳＳＧ精密光电子器件公司在ＳｉＣ的研 究方面处于领先地位［３］，他们研制的ＳｉＣ反射镜 直径可达６００ ｍｍ，曲率半径达３ ｍ，抛光后光学 面形误差的ＰＶ值＜入／２（３１５ ｎｍ），表面粗糙度的 ＲＭＳ值＜１０ ｎｍ，已广泛应用于航天、航空的光 学系统、反射镜、扫描镜、结构和零部件等［４］。国 内开展这项研究比较早的是上海硅酸盐研究所， 已经制造出直径５００ ｍｍ的样品。长春光机所的 研究比较晚，但发展很快，已经加工出轻量化的圆 镜和长条镜，经过研磨抛光，表面粗糙度达到５ ｎｍ，能够满足下一步改性处理的要求，达到光学 成像的使用要求。
要求。
关键词：空间相机；反射镜；反射率；碳化硅；表面粗糙度
中图分类号：Ｖ４４７．３；ＴＨ７０３；Ｖ２５４
文献标识码：Ａ
Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ ｔｅｓｔ ｏｆ ＳｉＣ ｆｏｒ ｓｐａｃｅ ｃａｍｅｒａ’ｓ ｍｉｒｒｏｒ
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Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｄａｔａ ｏｆ ＳｉＣ ｍａｔｅｒｉａｌｓ ｗｅｒｅ ｏｂｔａｉｎｅｄ ｂｙ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ａｎｄ ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ ＳｉＣ ａｎｄ ｔｅｓｔｉｎｇ ｉｔｓ ｒｅｆｌｅｃｔｉｖｉｔｙ，ａｎｄ ｔｈｅ ａｄｖａｎｔａｇｅｓ ａｎｄ ｄｉｓａｄｖａｎｔａｇｅｓ ｏｆ ｓｏｍｅ ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄｓ ｏｆ ＳｉＣ ｍｉｒｒｏｒ ｒｏｕｇｈｃａｓｔ ｗｅｒｅ ａｎａｌｙｚｅｄ．Ｔｈｅ ｒｅｆｌｅｃｔｉｖｉｔｙ ｏｆ ＳｉＣ ｓｐｅｃｉｍｅｎ ｗａｓ ｔｅｓｔｅｄ ｕｎｄｅｒ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ ｏｆ ｓｕｒ— ｆａｃｅ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ Ｓｉ—ｃｏａｔｅｄ ｏｒ Ａｇ—ｃｏａｔｅｄ ｓｕｒｆａｃｅｓ ａｎｄ Ａｇ—ｒｅｃｏａｔｅｄ ｏｎ Ｓｉ—ｃｏａｔｅｄ ｓｕｒｆａｃｅ ｗ＿ｉｔｈ Ｉ，ａｎｍｄａ一９ Ｓｐｅｔｒｏｐｈｏｔｏｍｅｔｅｒ． Ｔｈｅ ｈｉｇｈｅｓｔ ｒｅｆｌｅｃｔｉｖｉｔｙ ｉｓ ９８％ｕｎｄｅｒ ｔｈｅ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ ｏｆ ｒｅｃｏａｔｅｄ Ａｇ ｏｎ ｃｏａｔｅｄ—Ｓｉ ｓｕｒｆａｃｅ． Ｄｏｍｅｓｔｉｃ ｌｏｎｇ ｓｔｒｉｐ ＳｉＣ ｍｉｒｒｏｒ ｗａｓ ｐｏｌｉｓｈｅｄ ａｎｄ ｔｅｓｔｅｄ． Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔ ｓｈｏｗｓ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｓｕｒｆａｃｅ ｒｏｕｇｈｎｅｓｓ ｉｓ ６．２７ ｎｍ ｗｉｔｈ Ｗｙｋｏ ｉｎｔｅｒｆｅｒｏｍｅｔｅｒ． Ａｓ ａ ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ ｍｉｒｒｏｒ ｏｆ ｏｆｆ—ａｘｉｓ ｔｈｒｅｅ ｒｅ— ｆｌｅｃｔ ｏｐｔｉｃｓ ｓｙｓｔｅｍ，ｔｈｅ ｍａｔｅｒｉａｌ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｗａｓ ｖａｌｉｄａｔｅｄ ｉｎ ａ ｍｉｒｒｏｒ ｓｕｒｆａｃｅ ｆｉｇｕｒｅ ｗｉｔｈ ＰＶ Ｖａｌｕｅ ｏｆ ０．０６８入，ａｎｄ ＲＭＳ ｏｆ Ｏ．０１入（入一６３２．８ ｎｍ），ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｉｎｄｉｃａｔｅ ｔｈａｔ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｏｆ ＳｉＣ ｃａｎ ｍｅｅｔ ｔｈｅ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｒｉｔｓ ｏｆ ｔｈｅ ｓｐａｃｅ ｃａｍｅｒ ａ，ｓ ｍｉｒｒｏｒ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｓｐａｃｅ ｃａｍｅｒａ；ｍｉｒｒｏｒ；ｒｅｆｌｅｃｔｉｖｉｔｙ；ｓｉｌｉｃｏｎ ｃａｒｂｉｄｅ（ＳｉＣ）；ｓｕｒｆａｃｅ ｒｏｕｇｈｎｅｓｓ
从ＳｉＣ材料的性能看，硬度很高，硬度值达到 ９，仅次于金刚石（硬度值１０）。通常的加工方法 加工工艺相对复杂，比较困难。ＳｉＣ的材料切除
速度大约是熔石英的１／３５，是微晶玻璃的１／５０。 另外，光学器件的轻量化程度太高时，容易产生与 几何形状有关的面形误差（如绗缝），抛光时的机 械载荷和应力松弛还会导致不易消除的面形误 差。因此生产轻量化、超精抛的ＳｉＣ基体很贵，得 到精加工基体的交付时间可能是几个月。通过对 国产碳化硅材料长条镜的研磨抛光，应用ｗｙｋｏ 干涉仪，得出表面粗糙度值为６．２７ ｎｍ，表明能够 满足改性和进一步加工的精度要求。在某型号项 目的光学系统中应用该材料作为反射镜，进行了 光学的加工和测试，测得ＰＶ值为ｏ．０６８入，ＲＭＳ 值为ｏ．０１入（入一６３２．８ ｎｍ），说明国产的ＳｉＣ材料 的性能能够满足光学成像的要求。图１为研磨抛 光的表面粗糙度检测图。图２为长条镜光学加工 后在ｚｙｇｏ干涉仪检测下的面形图。
２．９３
２
２．Ｏ
Ｏ
铍
１．８５
７
１１．３
Ｏ
５
微晶玻璃（Ｚｅｒｏｄｕｒ） ２．５３
一Ｏ．０９
坫镐坞”均Ｌ ６
熔石英
２．１
Ｏ．５
Ｌ５
碳纤维
１．５５
Ｏ
Ｏ．２
０
ＵＬＥ
铝
２．２
Ｏ．０３
３
２．７
∞拍蛎捣勰虬陀玛卯鹪
２３．６
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从表２可以看出，ＳｉＣ的热传导率比一些金 属高，热传导率高允许温差快速消散，更快地达到 等温化。其热膨胀系数低意味着经历突然且不均 匀的温度变化时，ＳｉＣ反射镜不会有太大的变形。 而ｓｉＣ的低比热则使其温度改变需要较少的能 量。以上几个因素使ＳｉＣ反射镜的热稳定性是大 多数传统材料反射镜的１００多倍。微晶玻璃和 ＵＬＥ等玻璃陶瓷材料的热膨胀系数接近零，由这 些材料制造的反射镜对热变形的抵抗可与ＳｉＣ媲 美，但这些材料的刚度仅约为ＳｉＣ的１／４，而且断 裂韧度低，这使其对高性能的反射镜应用来说不 太理想。