碳纤维复合材料空间反射镜制造技术研究进展

杨智勇^1,2，张博明¹，解永杰³，张建宝²，唐占文²，孙宝岗²

1. 北京航空航天大学材料科学与工程学院2. 航天材料及工艺研究所3. 中国科学院西安光学精密机械研究所

摘 要：碳纤维复合材料(CFRP)具有比刚度高、热稳定性好,可设计性强等特点,成为轻量化反射镜制造的新型理想材料,特别适合大口径、高分辨率空间反射镜的制造。简单介绍空间光学反射镜的国内外研究应用的现状。根据反射镜的特点介绍了碳纤维复合材料的材料选择要求,以及国外常用碳纤维复合材料预浸料体系。碳纤维复合材料反射镜制造方法与传统光学材料反射镜的制造不同,一般采用高效、快速、制造成本低的复制工艺来实现。总结了碳纤维复合材料反射镜的复制工艺和反射镜复制精度的影响因素,影响因素包括复制模具、预浸料铺层、反射镜变形、纤维印痕现象、尺寸稳定性以及反射镜尺寸等,并对前五项影响因素提出相应的控制措施来减小影响程度。重点阐述了反射镜纤维印痕现象的成因和解决方法,以及控制尺寸稳定性的关键。

关键词：碳纤维复合材料;反射镜;氰酸酯;复制工艺;纤维印痕;自动铺放;尺寸稳定性;