SiC反射镜镜坯制备工艺的综述与探讨

低， 易获得 形状 复杂 的产 品。但相对 而言 ， 烧结 温度高 ， 对 的碳化 硅颗粒 ． 自由 Ｓ 的含量较 高。 是此种方法工 艺 且 ｉ 但
且成本较 低 。 反应形 成碳化硅是 指素坯 中只含 设 备要 求也 较高 而且采 用常规 的常 压烧 结法 获得 的碳 过程简单 ， 化硅 材料坯体 收缩较 大 ｆ５ ２ ％１ １％～ ０ ，难 以达到 完全致密 有 Ｃ 这种 多孑 ． Ｌ Ｃ的素坯与 Ｓ 反应从 而得到 ＳＣ材料 。 ｉ ｉ 采
法 国 的 Ｂ ｏｔ ｏｓ ｃ公 司 是 目前 世 界 上 最 大 的 采 用 常 压 结 温 度 和 成 本 远 低 于 常 压 烧 结 和 热 ｆ 静 ） 烧 结 ＳＣ 可 ｅ 等 压 ｉ；
烧结 法制 备 ＳＣ反 射镜 的公 司 ．形 成 了一套 完整 的制备 以实 现近净 尺寸烧 结 ． ｉ 避免后 续加 工 ． 于制备 形状 复杂 适 ＳＣ轻质 反射 镜 的工 艺 ， 括 反射 镜坯 体 的烧结 、 工和 的产 品 ；ｉ ｉ 包 加 ＳＣ材料 近乎 完全致密 。缺点 是 由于 反应受扩 散 全 ＳＣ太 空望 远镜 系统结 构件 的焊接 等Ｍ 。该 公 司制备 范 围的影 响导致部 分 Ｓ 反应不 完全 ．因此生成 物 中残 留 ｉ ｉ
低、 结构可设 计等特性 。因此 ，ｉ ＳＣ及其 ＣＳＣ复合 材料被 粉末 的烧 结是 十分 困难 的 ， 要 的温度也 很高（２ ０ ℃） ／ｉ 需 ＞ ００ 。
认 为是今 后反射 镜材料 的发展 重点 。本 文从 ＳＣ及其 Ｃ ｉ ／
研 究进展 。
一
般来说 ，常压烧结 ＳＣ都要 加 入一定量 的烧 结助 剂如 ｉ
Ｒｅ ｅ ｒ ｈ ＆ Ｄｉｃ ｓ ｉ ｎ ｓ ａｃ ｓ ｕ ｓｏ
研 究 与 探 讨
ＳＣ反射镜镜坯制备工艺 的综述与探讨 ｉ
Байду номын сангаас唐 惠东 ， 龙珠 ， 媛 媛 ， 寿 洪 李 孙 谭
（ ． 州 工 程 职业 技术 学 院材 料 工程 技 术 系 ， 常 州 ２ ３ ６ １常 １ １ ４； ２ 中 国科 学 院 上 海 硅 酸 盐 研 究 所 ， 上 海 ． ２０５ ） ０ ０ ０
ｆ 常致 密 度 为 ９ ％～ ８ 通 ６ ９ ％理 论 密 度 ） ，从 而 导 致 抛 光 精 度 用此 法制备 的 ＳＣ， 显微结 构 比反应 结合法 均匀 。缺点 ｉ 其
不高 ． 面存 在 大量 的气 孔缺 陷问 通 常需 要 进行 表 面改 在于 制备过 程较复杂 、 表 。 成本较 高 ， 在热裂解 的过 程 中有 且 性 。而且 当 ＳＣ部 件大型化 时 ， ｉ 常压烧 结法对设 备 的要求 大量 的气体放 出 ， 素坯易开 裂 ， 较难制得 大尺寸 的制 品。 较高 ， 烧结 过程需精 确控制 。 反 应烧 结 ＳＣ的优 点为 ： 艺 简单 、 ｉ 工 烧结 时 间短 ； 烧
关键 词 ：ｉ ＳＣ反射 镜 ；／ｉ 复合 材 料 ； 备工 艺 ； 量 化 ＣＳＣ 制 轻
２ Ｓ Ｃ反 射镜 镜 坯 制备 工 艺 １
ＳＣ作 为反 射镜 材料 具有 重量 轻 、 稳 定性 好 、 ｉ 热 制备 ＳＣ反射镜坯 体 的制备 方法很 多 ， ｉ 目前 已经应 用或有
ｉ 工 艺 相 对 简 单 、 本 低 、 学 加 工 性 能 好 、 学 性 能 优 异 望应 用于 制备 ＳＣ反射镜 镜坯 的方法 主要包 括 ：常压烧 成 光 光 反 热 等静） 压烧 结法 、 相硅 浸渍 法 、 液 先 等特点 ． 已经成 为反 射镜 的首选 材料【 目前 对 ＳＣ反 射 结 法 、 应烧 结法 、 ｆ ｌ 】 。 ｉ 镜 的研制 取得 了一 定 的成 效 ，并且 已经在 一定 的范 围 内 驱体转 化法和化 学气 相渗积法 等 。 得 到 了应用［１ＣＳＣ复合 材料密度更 小 ， ２ 。 ／ｉ － ３ 减重效果更 好 。 ２１ 常压烧结法 ． 据悉， 目前 空间系统 的发射 费用 大 于 ２ ，０ ０ ０ ０美元／ｇ ｋ 。光 该方法又称无压烧结 ， 是美 国 Ｇ Ｅ公司的 ＳＰｏｈ ｚａ ． ｒｃ ａｋａ
学 系 统 减 轻 １０ ｇ的 重 量 ，有 效 载 荷 能 减 少 ２ ０ ３ ０ ｇ 在 １７ ０ｋ ５— ０ｋ ， ９ ４年发 明 的。它是 将 ＳＣ粉 末 、 机粘 结剂 以及适 ｉ 有
不 但节省 了发射 费用 ，而 且提高 了空 间探 测器 的飞 行性 当的烧结 助剂充分 混合模压 形成 素坯 ，具 有一定 强度 的 能嗍 。另外 ，／ｉ ＣＳＣ复合材料 具有 Ｃ Ｅ、 导率 和机械 性能 素坯经过相 应 的机 械加工做 成所需 的形状 ，最后 在一 定 Ｔ 热 各 向同性 、 抗化学 腐蚀 、 应力下无 老化 和蠕变 以及 成本 温度 及常压 下烧结 。 由于 ＳＣ的扩散 活化能 极低 ， ＳＣ 在 ｉ 纯 ｉ
ＳＣ复 合材料 的制备 方法 出发 ， ｉ 介绍 了 ＳＣ反射 镜镜 坯 的 Ｂ、 、 ４ 、 ｌ ，Ｍｇ ＹＯ 等 。烧结 助剂的作用 是提 高界 ｉ Ｃ ＢＣ Ａ： 、 Ｏ、 ３ ０
面或体 积扩散能 ，或者在一定 温度时产生一定量 的液相 ，
ｉ 从而 降低烧结温 度 ， 提高致 密度 。 采用 常压烧结 法得到 的 并逐 渐 填充 剩余 的孔 隙 ．最后得 到 近乎 完全致 密 的 ＳＣ ＳＣ材 料为 均匀 单 相材 料（ 要 为 相）工 艺 简单 、 本 材料 这种方 法制备 的反应 烧结碳化 硅 中一般 含有粗 大 ｉ 主 ， 成
摘
要： 本文从 ＳＣ和 ＣＳＣ复合材料 的制备工艺 出发 ， ｉ ／ｉ 综述了各种制备 ＳＣ及 ＣＳ ｉ ／ｉ Ｃ复合材
料 反 射 镜 镜 坯 工 艺 的机 理 、优 缺 点 和 国 内外 研 究 现状 。并 对 ＳＣ及 ＣＳＣ复合 材 料 用 作 反 射 ｉ ／ｉ
镜 镜 坯 提 出 了 一些 建 议 。