空间反射镜轻量化技术的研究进展

为了提高空间光学系统的分辨能力,大幅度降低昂贵的发射成本,空间反射镜的轻量化技术被不断深入研究。分析了空间反射镜轻量化的技术途径：选用适当的材料;反射镜轻量化外形、拓扑结构和支撑形式的设计;集成分析与优化。总结了空间反射镜轻量化技术的未来趋势是光、机、热、电、控和材料的一体化分析与全面的多学科多目标优化。     

碳化硅料浆分散特性研究

采用低分子量的聚乙烯亚胺作为分散剂,制备稳定性好的碳化硅水基悬浮液。着重分析pH值、分散剂含量、固相含量以及表面改性处理等因素对碳化硅悬浮液分散特性的影响,试验确定聚乙烯亚胺的最佳用量。对碳化硅粉体进行表面处理,使得碳化硅悬浮液最大固相含量体积分数从44%提高到54%(表观黏度小于1Pa·s)。     

湿法成形陶瓷料浆研究进展

就陶瓷粉体分散机理、料浆分散的主要影响因素以及最新研究进展等方面进行综述,重点讨论陶瓷料浆稳定分散的诸多影响因素,如陶瓷粉体原料性质、预处理、外加剂等等,同时也指明采用湿法成形技术的发展趋势。     

LOM技术制备Al2O3和BaTiO3陶瓷件

采用轧膜法制备了用于快速成形工艺中的分层实体造型(LOM)技术的Al2O3和BaTiO3陶瓷片坯件,厚度为0.76mm和0.2mm,然后采用LOM技术进行陶瓷零件的成形,脱脂烧结得到最终产物.对陶瓷坯件进行了TG-DTA热分析,对烧结产物进行了SEM微观组织分析,并测定了机械性能.     

铝合金感应加热半固态重熔及复杂件触变成形

目的 研究铝合金半固态坯料在感应加热过程中的组织演变规律,并实现复杂构件近净成形。方法 对7075-T6铝合金挤压棒料进行感应加热条件下的半固态等温处理,观察其微观组织演变规律,并对其进行金相分析,研究晶粒粗化机制;随后采用梯度感应加热坯料进行触变-塑变复合成形试验。结果 晶粒随保温温度的升高,或保温时间的增加,尺寸逐渐增加;随保温时间的延长,晶粒圆整度逐渐增加。晶粒的长大主要以Ostwald熟化机制为主,合并长大为辅,且由于感应加热速率(5 ℃/s)较快,最终形成的晶粒较小。计算得出,晶粒在590, 600, 610, 620 ℃时的晶粒粗化速率分别为165, 226, 309, 497 μm3/s。采用梯度感应加热坯料,实现了某型铝合金尾翼构件的近净成形。结论 适用于7075铝合金触变成形的感应加热工艺参数为：在610~620 ℃下保温5~10 min。集成感应加热半固态重熔处理和触变-塑变复合成形技术,可实现复杂构件近净成形。     

磨削表面损伤对RBSiC弯曲强度的影响

借助X射线衍射方法测量了反应烧结碳化硅(RBSiC)材料的磨削表面的残余应力状态,并根据断裂力学评价了磨削引入的裂纹尺寸,分析了RBSiC的弯曲强度受磨削引入裂纹和残余应力的影响.研究表明,由于磨削过程中与磨削方向有关的机械载荷占主导作用,使磨削后的表面残余应力具有方向依赖性.砂轮轴向进给从0.90μm/s增加到1.35μm/s,磨削表面的残余压应力数值降低,计算得到的磨削引入的裂纹尺寸增大,导致强度下降.     

碳纤维增强碳化硅复合材料的微观结构与界面

利用 Al_2O_3和 Y_2O_3为烧结助剂,通过热压烧结工艺制备了碳纤维增强碳化硅复合材料。结果表明:球磨工艺有助于短切碳纤维的均匀分散。烧结过程中,烧结助剂 Al_2O_3、Y_2O_3之间发生化学反应,促进液相烧结,并形成晶界间的次晶相YAG,有利于提高复合材料的断裂韧性。在较高烧结温度下,碳纤维与烧结助剂以及基体之间反应,形成过强结合界面,纤维性能降低,不利于复合材料力学性能的提高。     

光学系统主镜组件的轻量化设计及结构-热分析

根据某型卡塞格林系统主反射镜组件的设计要求,在遵循主镜支撑结构材料的线膨胀系数与主镜材料相匹配原则的基础上,采用有限元分析和参数优化设计相结合的方法,设计和分析了3套主镜组件方案.结果表明,在结构参数相同情况下,SiC主镜的静态、动态性能优于熔石英和K9主镜.对SiC主镜进行轻量化参数优化后,得到了直径为256 mm、质量仅为1.22 kg的镜体.通过对3种方案主镜组件的结构-热分析表明,主镜及其支撑结构均采用SiC材料的第3种主镜组件方案,消除了材料间的热膨胀错配,主镜面的变形误差完全满足设计要求,综合性能优于其它两种方案.     

六方BN基陶瓷材料的自蔓延高温合成工艺的研究

采用自蔓延高温合成工艺制备了六方 BN基陶瓷件。压坯由无定形 B粉加六方 BN稀释剂或 Si O2 添加剂经冷等静压工艺制成 ,孔隙率为 48%。压坯与 80 MPa N2 反应合成 BN基陶瓷件 ,纯 BN制件致密度为 68% ,BN基制件致密度为 78%。对合成产物进行了 XRD相分析和 SEM断口形貌分析     

碳化硅反射镜轻量化结构优化设计

本文根据某型号碳化硅主反射镜的设计要求,对比了扇形、三角形、六边形轻量化孔对镜体静态、动态性能的影响,选择了综合性能较好的三角形轻量化结构方案,利用有限元方法进行参数建模,将对镜体力学性能和质量影响较大的镜体厚度、面板厚度、筋厚度等结构参数作为设计变量,运用零阶优化方法对镜体结构进行优化设计,得到了轻量化程度高、镜面变形误差完全满足设计要求的碳化硅反射镜体。