專利名稱：一種表面玻璃化鈹金屬平面反射鏡及一種特種玻璃的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光學(xué)元器件，具體涉及一種用于空間遙感器光學(xué)系統(tǒng)的大口徑輕質(zhì)表 面玻璃化鈹金屬平面反射鏡，本發(fā)明還涉及該反射鏡中使用的特種玻璃配方。
背景技術(shù)：
在航天遙感器光學(xué)系統(tǒng)中，掃描裝置是遙感器的重要組成部分，其中掃描反射鏡 是其關(guān)鍵部件。隨著航天遙感等空間應(yīng)用技術(shù)的不斷發(fā)展，對(duì)光學(xué)系統(tǒng)提出了更高要求， 要求反射鏡在較寬的電磁波段范圍內(nèi)具有良好的成像質(zhì)量且分辨率高，除了滿足光學(xué)要求 外，還要求增大口徑，同時(shí)減輕反射鏡質(zhì)量并提高成像穩(wěn)定性。當(dāng)前比較有效的措施是采用 大口徑掃描反射鏡。目前用于空間光學(xué)遙感器反射鏡主要有玻璃反射鏡、金屬反射鏡和表面玻璃化鈦 金屬反射鏡。其中玻璃反射鏡用光學(xué)玻璃作為反射鏡，用環(huán)氧樹脂較粘接到金屬底座上，導(dǎo) 致器件體積重量和慣量均較大，裝調(diào)困難，不適合用于航天遙感器光學(xué)系統(tǒng)中的大口徑掃 描反射鏡；金屬反射鏡以鈹金屬為基底，在鈹表面化學(xué)鍍鎳合金材料，最后鍍金屬反射膜， 由于化學(xué)鍍鎳的鎳層厚度很薄，光學(xué)加工較為困難，面形質(zhì)量不穩(wěn)定；表面玻璃化鈦金屬反 射鏡，參見申請(qǐng)人先前專利ZL200610114376. 0，該反射鏡在鈦金屬底座上熔合一特種玻璃， 對(duì)特種玻璃層進(jìn)行光學(xué)加工，并鍍反射膜，該反射鏡制備簡(jiǎn)單，裝調(diào)方便，但由于鈦合金材 料的內(nèi)部應(yīng)力很難完全消除，使得反射鏡易產(chǎn)生變形，從而影響了光學(xué)系統(tǒng)穩(wěn)定性，因此該 類反射鏡一般用作尺寸較小(直徑或長(zhǎng)軸長(zhǎng)度200mm以下)的空間遙感器光學(xué)系統(tǒng)的反射
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發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的以上問(wèn)題，提供一種表面玻璃化鈹金屬平面 反射鏡，用于航天遙感器光學(xué)系統(tǒng)的大口徑反射鏡。本發(fā)明的表面玻璃化鈹金屬平面反射鏡，由鈹金屬基底、特種玻璃層和反射膜層 構(gòu)成，其中所述特種玻璃膨脹系數(shù)為110X10_7°C，軟化點(diǎn)為450-580°C，其成分為Si02 10-25wt %, B203 10-25wt %, PbO 40_60wt %, R20 8_15wt %, As203 0. 2-1. Owt %, Ce02 0. 3-2. 0wt%，R為K和Na。圓形反射鏡直徑尺寸大于200mm，橢圓形反射鏡短軸尺寸大于 200mm ；優(yōu)化方案中，橢圓形反射鏡尺寸為長(zhǎng)軸380 650mm，短軸240 550mm。所述特種玻璃層厚度為0. 2-3. 0mm。鈹金屬基底表面在加工處理后表面粗糙度Ra 為 0.4-40u m。本發(fā)明另一目的，是提供一種可用于上述反射鏡中的特種玻璃。本發(fā)明的特種玻璃，其膨脹系數(shù)為110X10_7°C，軟化點(diǎn)為450-580°C ；其成分為 Si02 1 0-25wt%, B203 10-25wt%, PbO 40-60wt%, R20 8-15wt%, As2030. 2-1. 0wt%, Ce02 0. 3-2. 0wt%，R 為 K 禾口 Na。本發(fā)明還一目的在于提供一種大口徑輕質(zhì)表面玻璃化鈹金屬平面反射鏡的加工方法，采用以下步驟1)按權(quán)利要求8的玻璃組成稱取玻璃配合料引入物，用熔體冷卻法，在 1050-1450°C熔制10-12小時(shí)，澆鑄熔體溫度為850-1050°C，退火溫度為400-500°C制備特 種玻璃板；2)用機(jī)械加工方法加工鈹金屬基底，并對(duì)其表面進(jìn)行粗糙度加工處理；3)將特種玻璃板與鈹金屬基底貼合一同放入電爐中，以2V /min的升溫速度升至 250°C，并保溫4小時(shí)，再以1. 5°C /min的升溫速度升至550°C，并保溫6小時(shí)，再以10°C /h 的速度降溫至390°C，保溫5小時(shí)后再以10°C /h的速度降溫至200°C，停爐降溫，得到玻璃 層與鈹金屬基底緊密連接的燒結(jié)體；4)將玻璃層磨至需要厚度并精密拋光，最后在真空鍍膜機(jī)中鍍銀膜，并加氧化硅 保護(hù)層最終制成反射鏡。采用以上方案，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于反射鏡重量輕，剛度高，本發(fā)明配制的特種玻璃 與鈹金屬性能匹配、反射鏡面形質(zhì)量穩(wěn)定、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、裝調(diào)可靠性高，具備玻璃材料良好的 光學(xué)性能，同時(shí)具備鈹金屬密度小，剛度高的優(yōu)點(diǎn)。適合用于空間光學(xué)系統(tǒng)的大口徑反射
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圖1為輕質(zhì)表面玻璃化鈦反射鏡的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明提供了一種表面玻璃化鈹金屬平面反射鏡，參見圖1所示，該反射鏡由鈹 金屬基底1、特種玻璃層2和反射膜層3構(gòu)成。所述鈹金屬基底為平板狀結(jié)構(gòu)且具有橫向減 重孔11 (如圖1所示)，或?yàn)楸趁婢哂袦p重孔的蜂窩狀結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)使反射鏡具有足夠高 的強(qiáng)度和剛度，同時(shí)減輕了反射鏡的質(zhì)量；所述特種玻璃層2是厚度為0. 2-3. 0mm的特種玻 璃，其膨脹系數(shù)與鈹金屬基底1高度匹配。所述反射膜層3為在特種玻璃層2上鍍高反射 比的金、銀、鋁或其它材料反射膜。本發(fā)明表面玻璃化鈹金屬平面反射鏡制備過(guò)程中，采用機(jī)械加工方法對(duì)鈹金屬 基底1表面進(jìn)行加工處理，表面粗糙度0. 4-40 u m。玻璃層2為特種玻璃，其玻璃成份 Si02 1 0-25wt%, B203 10-25wt%, PbO 40-60wt%, R20 8-15wt%, As2030. 2-1. 0wt%, Ce02 0. 3-2. 0wt%，R為K和Na(沒有組合比例限制)。其膨脹系數(shù)為110X 10_7°C，與鈹金屬膨 脹系數(shù)高度匹配，軟化點(diǎn)為450-580°C。具體方法是采用熔體冷卻法制備特種玻璃，玻璃配合料引入物可為氧化物、碳酸 鹽或硝酸鹽，例如玻璃成份中K20和Na20采用碳酸鉀、硝酸鉀、碳酸鈉和硝酸鈉引入，碳酸 鹽和硝酸鹽的比例為3 1，其余成份用氧化物引入。配合料經(jīng)混料機(jī)充分?jǐn)嚢?，混合均勻?放入石英坩堝或白金坩堝中，在1050-1450°C熔制10-12小時(shí)，并采用連續(xù)攪拌保證玻璃具 有良好的均勻性，澆鑄時(shí)熔體溫度約為850-1050°C。退火溫度約為400-500°C。鈹金屬基 底加工成型并在表面進(jìn)行加工處理，表面粗糙度0. 4-40 u m。將特種玻璃與鈹金屬基底進(jìn)行 表面處理后貼合并經(jīng)高溫工藝熔合。燒結(jié)后玻璃與鈹金屬基底緊密連接成一體。再將特種 玻璃層研磨至0. 2-3. 0mm并拋光，最后在真空鍍膜機(jī)中鍍高反射膜，可鍍金、銀、鋁等金屬
4膜或高反射介質(zhì)膜。所得的圓形反射鏡直徑尺寸大于200mm，橢圓形反射鏡短軸尺寸大于 200mm ；優(yōu)化方案中，橢圓形反射鏡尺寸為長(zhǎng)軸380 650mm，短軸240 550mm。實(shí)施例1 特種玻璃成分為Si02 24. 5wt%, B203 20wt%, PbO 40. 5wt%, K20 8. 4wt%, Na20 6. 6wt%, As203 1. 0wt%, Ce02 0 . 3wt%，其中，PbO 用 Pb304 引入，Na20 用 Na2C03 禾口 NaN03 引 入(碳酸鹽和硝酸鹽的重量比為3 1)，K20用K2C03和KN03引入(碳酸鹽和硝酸鹽的重 量比為3 1)。其余成分用氧化物引入。引入物均采用分析純化學(xué)試劑。將原料全部放入混料機(jī)中混合30分鐘，加入至溫度為1050°C的白金坩堝中，熔制 時(shí)間為10小時(shí)，并連續(xù)攪拌保證良好的均勻性，澆鑄時(shí)熔體溫度約為850°C，退火溫度為 420°C，即可得到玻璃毛坯，再經(jīng)研磨、拋光制成2mm玻璃板。采用行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)該例玻璃板進(jìn) 行檢測(cè)，該玻璃的膨脹系數(shù)為110X10_7°C，軟化點(diǎn)為500°C。鈹金屬基底加工成型，采用機(jī)械加工的方法將光學(xué)面表面處理，使表面粗糙度為 0. 4 y m。將玻璃板與鈹金屬用酒精和丙酮洗凈，去除表面機(jī)械加工時(shí)殘留的油污。將鈹金 屬基底置于110°C的烘箱內(nèi)干燥5小時(shí)。放入氣氛爐中在200°C下通入氧氣，進(jìn)行表面活 化處理，時(shí)間5小時(shí)，自然降溫，至室溫后將玻璃板置于鈹金屬基底上一同放入電爐中，以 2°C /min的升溫速度升至250°C，并保溫4小時(shí)，再以1. 5°C /min的升溫速度升至550°C，并 保溫6小時(shí)，再以10°C /h的速度降溫至390°C，保溫5小時(shí)后再以10°C /h的速度降溫至 200°C，停爐降溫。當(dāng)溫度降至室溫時(shí)取出樣品，燒結(jié)后的反射鏡玻璃層與鈹金屬層連接緊
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r t [ o將玻璃層磨至0. 2mm并精密拋光，面形達(dá)到要求。最后在真空鍍膜機(jī)中鍍金膜，并 加氧化硅保護(hù)層，最終制成反射鏡。反射鏡的檢測(cè)1、尺寸采用三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)對(duì)反射鏡進(jìn)行檢測(cè)。檢測(cè)結(jié)果反射鏡基本尺寸橢圓 長(zhǎng)軸600mm，短軸500mm，總厚度45mm。表明本發(fā)明反射鏡尺寸較大，可適用于航天光學(xué)遙感 器中各類掃描擺鏡。2、反射率按標(biāo)準(zhǔn)JB/T8226. 3-1999采用分光光度計(jì)對(duì)反射鏡的反射率進(jìn)行檢 測(cè)。檢測(cè)結(jié)果R2_1(11Jm>97%。表明本發(fā)明反射鏡的反射率達(dá)到光學(xué)玻璃反射鏡的標(biāo)準(zhǔn)數(shù) 值。3、光學(xué)性能按標(biāo)準(zhǔn)GB2831-81采用激光干涉儀對(duì)反射鏡面形進(jìn)行檢測(cè)。檢測(cè)結(jié) 果PV彡0. 5 X，Rms彡0. 1 X (X = 632. 8nm)。表明本發(fā)明反射鏡的光學(xué)性能達(dá)到光學(xué)玻 璃反射鏡的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值。該指標(biāo)表明反射鏡的面形平面度。4、光學(xué)穩(wěn)定性對(duì)反射鏡進(jìn)行高低溫?zé)嵫h(huán)環(huán)境實(shí)驗(yàn)，并對(duì)反射率和光學(xué)性能進(jìn) 行重新檢測(cè)。檢測(cè)結(jié)果反射率變化率<1%，PV值變化率<2%。表明本發(fā)明中玻璃材料 和鈹金屬材料結(jié)合性能好，反射鏡不易產(chǎn)生變形，從而具有較好的光學(xué)系統(tǒng)穩(wěn)定性。實(shí)施例2 特種玻璃成分為Si02 2 2 . 3wt%, B203 10wt%, PbO 59. 8wt%, K20 3. 6wt%, Na20 4. 3wt %，As203 0. 2wt%, Ce02 2. Owt %，其中，PbO 用 Pb304 引入，Na20 用 Na2C03 和 NaN03 弓 | 入，1(20用1(20)3和1(而3引入，碳酸鹽和硝酸鹽的比例為3 1。其余成分用氧化物引入。引入物均采用分析純化學(xué)試劑。將原料全部放入混料機(jī)中混合30分鐘，加入至溫度為1450°C的白金坩堝中，熔 制時(shí)間為12小時(shí)，并連續(xù)攪拌保證良好的均勻性，澆鑄時(shí)熔體溫度約為1050°C，退火溫度 為500°C，即可得到玻璃毛坯，再經(jīng)研磨、拋光制成2mm玻璃板。測(cè)得該玻璃的膨脹系數(shù)為 110X1(T7°C，軟化點(diǎn)為 580°Co鈹金屬基底加工成型，采用機(jī)械加工的方法將光學(xué)面表面處理，使表面粗糙度為 40 y m。將玻璃板與鈹金屬用酒精和丙酮洗凈，去除表面機(jī)械加工時(shí)殘留的油污。將鈹金 屬基底置于110°C的烘箱內(nèi)干燥5小時(shí)，并進(jìn)行表面活化處理，自然降溫，至室溫后將鈹金 屬基底和其上的玻璃板一同放入電爐中，以2°C /min的升溫速度升至250°C，并保溫4小 時(shí)，再以1. 5°C /min的升溫速度升至580°C，并保溫12小時(shí)，再以10°C /h的速度降溫至 390°C，保溫5小時(shí)后再以10°C /h的速度降溫至200°C，停爐降溫。當(dāng)溫度降至室溫時(shí)取出 樣品，燒結(jié)后的反射鏡玻璃層與鈹金屬層連接緊密。將玻璃層磨至0. 2mm并精密拋光，面形達(dá)到要求。最后在真空鍍膜機(jī)中鍍銀膜，并 加氧化硅保護(hù)層，最終制成反射鏡。采用與實(shí)施例1相同的方法對(duì)反射鏡進(jìn)行檢測(cè)，結(jié)果和實(shí)施例1 一樣均達(dá)到和超 過(guò)標(biāo)準(zhǔn)1、尺寸橢圓長(zhǎng)軸380mm，短軸240mm，總厚度30mm。2、反射率R3_12lJm 彡 97%。3、光學(xué)性能PV 彡 0. 33 入，Rms 彡 0. 03 入(入=632. 8nm)。4、光學(xué)穩(wěn)定性反射率變化率彡1%,PV值變化率彡2%。實(shí)施例3:特種玻璃成分為Si02 10wt%, B203 24. 6wt %, PbO 50. 4wt %, K20 8wt%, Na20 7wt %，As203 0. 5wt%, Ce02 0 . 7wt %，其中，PbO 用 Pb304 引入，Na20 用 Na2C03 和 NaN03 引入， 1(20用1(20)3和1(而3引入，碳酸鹽和硝酸鹽的比例為3 1。其余成分用氧化物引入。引入 物均采用分析純化學(xué)試劑。將原料全部放入混料機(jī)中混合30分鐘，加入至溫度為1150°C的白金坩堝中，熔 制時(shí)間為12小時(shí)，并連續(xù)攪拌保證良好的均勻性，澆鑄時(shí)熔體溫度約為850°C，退火溫度 為400°C，即可得到玻璃毛坯，再經(jīng)研磨、拋光制成4mm玻璃板。測(cè)得該玻璃的膨脹系數(shù)為 110X10_7°C，軟化點(diǎn)為 450°C0鈹金屬基底加工成型，采用機(jī)械加工的方法將光學(xué)面表面處理，使表面粗糙度為 16 u m。將玻璃板與鈹金屬用酒精和丙酮洗凈，去除表面機(jī)械加工時(shí)殘留的油污。將鈹 金屬基底置于110°C的烘箱內(nèi)干燥5小時(shí)，并進(jìn)行表面活化處理，自然降溫，至室溫后將鈹 金屬基底和其上的玻璃板一同放入電爐中，以2V /min的升溫速度升至250°C，并保溫4 小時(shí)，再以1. 5°C /min的升溫速度升至500°C，并保溫6小時(shí)，再以10°C /h的速度降溫至 390°C，保溫5小時(shí)后再以10°C /h的速度降溫至200°C，停爐降溫。當(dāng)溫度降至室溫時(shí)取出 樣品，燒結(jié)后的反射鏡玻璃層與鈹金屬層連接緊密。將玻璃層磨至3. 0mm并精密拋光，面形達(dá)到要求。最后在真空鍍膜機(jī)中鍍鋁膜，最終制成反射鏡。采用與實(shí)施例1相同的方法對(duì)反射鏡進(jìn)行檢測(cè)，結(jié)果和實(shí)施例1 一樣均達(dá)到和超 過(guò)標(biāo)準(zhǔn)1、尺寸橢圓長(zhǎng)軸400mm，短軸280mm，總厚度30mm。2、反射率RQ.4_Q.8lJm 彡 93%。3、光學(xué)性能:PV 彡 0. 3 入，Rms 彡 0. 025 入(入=632. 8nm)。4、光學(xué)穩(wěn)定性反射率變化率彡1%,PV值變化率彡2%。實(shí)施例4 特種玻璃成分為Si02 2 5wt%, B203 25wt%, PbO 40wt%, K205wt%, Na205wt%, As203 0. 4wt%, Ce02 1. 6wt%，其中，PbO 用 Pb304 引入，Na20 用 Na2C03 禾口 NaN03 引入，K20 用 K2C0dnKN03引入，碳酸鹽和硝酸鹽的比例為3 1。其余成分用氧化物引入。引入物均采 用分析純化學(xué)試劑。將原料全部放入混料機(jī)中混合30分鐘，加入至溫度為1400°C的白金坩堝中，熔 制時(shí)間為11小時(shí)，并連續(xù)攪拌保證良好的均勻性，澆鑄時(shí)熔體溫度約為950°C，退火溫度 為450°C，即可得到玻璃毛坯，再經(jīng)研磨、拋光制成4mm玻璃板。測(cè)得該玻璃的膨脹系數(shù)為 110X1(T7°C，軟化點(diǎn)為 550°Co鈹金屬基底加工成型，采用機(jī)械加工的方法將光學(xué)面表面處理，使表面粗糙度為 4 li m。將玻璃板與鈹金屬用酒精和丙酮洗凈，去除表面機(jī)械加工時(shí)殘留的油污。將鈹金 屬基底置于110°C的烘箱內(nèi)干燥5小時(shí)，并進(jìn)行表面活化處理，自然降溫，至室溫后將鈹金 屬基底和其上的玻璃板一同放入電爐中，以2°C /min的升溫速度升至250°C，并保溫4小 時(shí)，再以1. 5°C /min的升溫速度升至580°C，并保溫10小時(shí)，再以10°C /h的速度降溫至 390°C，保溫5小時(shí)后再以10°C /h的速度降溫至200°C，停爐降溫。當(dāng)溫度降至室溫時(shí)取出 樣品，燒結(jié)后的反射鏡玻璃層與鈹金屬層連接緊密。將玻璃層磨至3. 0mm并精密拋光，面形達(dá)到要求。最后在真空鍍膜機(jī)中鍍銀膜，并 加氧化硅保護(hù)層，最終制成反射鏡。采用與實(shí)施例1相同的方法對(duì)反射鏡進(jìn)行檢測(cè)，結(jié)果和實(shí)施例1 一樣均達(dá)到和超 過(guò)標(biāo)準(zhǔn)1、尺寸橢圓長(zhǎng)軸650mm，短軸550mm，總厚度55mm。2、反射率R2_12lJm 彡 97%。3、光學(xué)性能PV 彡 0. 5 入，Rms 彡 0. 05 入(入=632. 8nm)。4、光學(xué)穩(wěn)定性反射率變化率彡1%,PV值變化率彡2%。實(shí)施例5 特種玻璃成分為Si02 12wt%, B203 15wt%, PbO 60wt%, K20 6wt%, Na207wt%, As203 0. 3wt%, Ce02 0 . 7wt %，其中，PbO 用 Pb304 引入，Na20 用 Na2C03 和 NaN03 引入，K20 用 K2C0dnKN03引入，碳酸鹽和硝酸鹽的比例為3 1。其余成分用氧化物引入。引入物均采 用分析純化學(xué)試劑。將原料全部放入混料機(jī)中混合30分鐘，加入至溫度為1250°C的白金坩堝中，熔 制時(shí)間為11小時(shí)，并連續(xù)攪拌保證良好的均勻性，澆鑄時(shí)熔體溫度約為900°C，退火溫度
7為450°C，即可得到玻璃毛坯，再經(jīng)研磨、拋光制成2mm玻璃板。測(cè)得該玻璃的膨脹系數(shù)為 110X10_7°C，軟化點(diǎn)為 510°C。鈹金屬基底加工成型，采用機(jī)械加工的方法將光學(xué)面表面處理，使表面粗糙度為 25 u m。將玻璃板與鈹金屬用酒精和丙酮洗凈，去除表面機(jī)械加工時(shí)殘留的油污。將鈹 金屬基底置于110°C的烘箱內(nèi)干燥5小時(shí)，并進(jìn)行表面活化處理，自然降溫，至室溫后將鈹 金屬基底和其上的玻璃板一同放入電爐中，以2°C /min的升溫速度升至250°C，并保溫4 小時(shí)，再以1. 5°C /min的升溫速度升至550°C，并保溫6小時(shí)，再以10°C /h的速度降溫至 390°C，保溫5小時(shí)后再以10°C/h的速度降溫至200°C，停爐降溫。當(dāng)溫度降至室溫時(shí)取出 樣品，燒結(jié)后的反射鏡玻璃層與鈹金屬層連接緊密。將玻璃層磨至1. 5mm并精密拋光，面形達(dá)到要求。最后在真空鍍膜機(jī)中鍍銀膜，并 加氧化硅保護(hù)層，最終制成反射鏡。采用與實(shí)施例1相同的方法對(duì)反射鏡進(jìn)行檢測(cè)，結(jié)果和實(shí)施例1 一樣均達(dá)到和超 過(guò)標(biāo)準(zhǔn)1、尺寸橢圓長(zhǎng)軸450mm，短軸360mm，總厚度33mm。2、反射率R2_3lJm 彡 97%。3、光學(xué)性能:PV 彡 0. 5 入，Rms 彡 0. 1 入(入=632. 8nm)。4、光學(xué)穩(wěn)定性反射率變化率彡1%,PV值變化率彡2%。以上實(shí)施例說(shuō)明，由于本發(fā)明采用了特種玻璃組配，其膨脹系數(shù)與鈹金屬基底高 度匹配，因此燒結(jié)后玻璃層與鈹金屬結(jié)合緊密，無(wú)需使用其他環(huán)氧膠類膠合材料，使反射鏡 結(jié)構(gòu)穩(wěn)定；另一方面，使用的鈹金屬密度小、剛性大，以它作為基底材料不易變形，因而可以 加大反射鏡的尺寸，制造大口徑光學(xué)設(shè)備；鈹金屬基底采用蜂窩狀輕量化設(shè)計(jì)，進(jìn)一步減輕 了反射鏡的重量，使裝配設(shè)備裝調(diào)方便、轉(zhuǎn)動(dòng)更靈活，適宜用于各類空間遙感器的掃描裝置 中。通過(guò)使用大尺寸輕質(zhì)表面玻璃化鈹金屬反射鏡使空間遙感器的成像質(zhì)量提高。
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權(quán)利要求
一種大口徑輕質(zhì)表面玻璃化鈹金屬平面反射鏡，由基底、與基底緊密結(jié)合的特種玻璃層和反射膜層構(gòu)成，其特征在于，所述基底為鈹金屬基底，所述特種玻璃的膨脹系數(shù)為110×10 7/℃，軟化點(diǎn)為450 580℃，所述反射鏡軸長(zhǎng)尺寸大于200mm，較佳尺寸為橢圓長(zhǎng)軸380～650mm，短軸240～550mm。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鈹金屬平面反射鏡，其特征在于，所述特種玻璃組成為SiO2 10-25wt %, B2O3 10-25wt %, PbO 40_60wt %, R2O 8_15wt %, As2O3 0. 2-1. Owt %, CeO2 0. 3-2. 0wt%，R 為 K 禾口 Na。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的鈹金屬平面反射鏡，其特征在于，所述基底為平板或?yàn)榫?有輕量化設(shè)計(jì)的蜂窩狀結(jié)構(gòu)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的鈹金屬平面反射鏡，其特征在于，所述反射鏡背面的鈹金屬 基底具有減重孔。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4所述的鈹金屬平面反射鏡，其特征在于，所述特種玻璃 層厚度為0. 2-3. 0mm。
6.—種用于權(quán)利要求1至5任一所述大口徑輕質(zhì)表面玻璃化鈹金屬平面反射鏡中玻璃 層的特種玻璃。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述特種玻璃，其特征在于，特種玻璃膨脹系數(shù)為110X10_7°C，軟 化點(diǎn)為 450-580°C。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的特種玻璃，其特征在于，組成為SiO210-25wt%, B2O3 10-25wt %，PbO 40-60wt %，R2O 8_15wt %，As2O3 0. 2-1. Owt %，CeO2 0. 3-2. Owt %，R 為 K和 Na。
9.一種大口徑輕質(zhì)表面玻璃化鈹金屬平面反射鏡的加工方法，其特征在于，采用以下 步驟1)按權(quán)利要求8的玻璃組成稱取玻璃配合料引入物，用熔體冷卻法，在1050-1450°C熔 制10-12小時(shí)，澆鑄熔體溫度為850-1050°C，退火溫度為400-500°C制備特種玻璃板；2)用機(jī)械加工方法加工鈹金屬基底，并對(duì)其表面進(jìn)行粗糙度加工處理；3)將特種玻璃板與鈹金屬基底貼合一同放入電爐中，以2°C/min的升溫速度升至 2500C，并保溫4小時(shí)，再以1. 5°C /min的升溫速度升至550°C，并保溫6小時(shí)，再以10°C /h 的速度降溫至390°C，保溫5小時(shí)后再以10°C /h的速度降溫至200°C，停爐降溫，得到玻璃 層與鈹金屬基底緊密連接的燒結(jié)體；4)將玻璃層磨至需要厚度并精密拋光，最后在真空鍍膜機(jī)中鍍銀膜，并加氧化硅保護(hù) 層最終制成反射鏡。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述加工方法，其特征在于，步驟2)鈹金屬基底表面在加工處理后 表面粗糙度Ra為0. 4-40 μ m。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種輕質(zhì)表面玻璃化鈹金屬平面反射鏡，該反射鏡由鈹金屬基底、特種玻璃層和反射膜層組成。所述鈹金屬基底為平板狀結(jié)構(gòu)且進(jìn)行輕量化設(shè)計(jì)，或?yàn)楸趁婢哂袦p重孔的蜂窩狀結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)使反射鏡具有足夠高的強(qiáng)度和剛度，同時(shí)減輕了反射鏡的質(zhì)量。所述特種玻璃層是厚度為0.2-3.0mm的特種玻璃，其成分為SiO210-25wt％，B2O310-25wt％，PbO40-60wt％，R2O8-15wt％，As2O30.2-1.0wt％，CeO20.3-2.0wt％，R為K和Na。膨脹系數(shù)為110×10-7/℃且與鈹金屬高度匹配。軟化點(diǎn)為450-580℃。所述反射膜層是在玻璃層上鍍高反射比的反射膜。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于反射鏡結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、質(zhì)量輕、光學(xué)加工性能好、面形質(zhì)量穩(wěn)定，適用于多種衛(wèi)星空間遙感器光學(xué)系統(tǒng)。
文檔編號(hào)G02B1/00GK101930088SQ20101024486
公開日2010年12月29日 申請(qǐng)日期2010年8月4日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月4日
發(fā)明者關(guān)銘, 朱永昌, 滕偉峰, 王曉霞, 高祀建 申請(qǐng)人:中國(guó)建筑材料科學(xué)研究總院