[发明专利]一种超轻量化C/C-SiC空间反射镜及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种超轻量化C/C-SiC空间反射镜的制备方法，其特征在于：超轻量化C/C-SiC空间反射镜包括C/C复合材料、包埋于C/C复合材料表面的SiC梯度过渡层，以及设置在SiC梯度过渡层表面的石墨烯-SiCNWs多维杂化增强CVD-SiC涂层；所述SiC梯度过渡层简写为PC-SiC，所述石墨烯-SiCNWs多维杂化增强CVD-SiC涂层简写为G-SiCNWs-SiC，所述石墨烯简写为G，所述SiCNWs为SiC纳米线；

超轻量化C/C-SiC空间反射镜的制备方法包括以下步骤：

S1、包埋法可控制备SiC梯度过渡层：

将C/C复合材料的试样埋入混合粉体中，混合粉体包括C粉、Si粉、促渗剂和二茂铁改性剂；C粉和Si粉的质量比为（2~3）:1，促渗剂在混合粉体中占质量比5~10%，二茂铁改性剂在混合粉体中占质量比5~10%；包埋后，于2100-2300℃的温度加热反应2-3h，获得组织结构均匀的SiC梯度过渡层，即PC-SiC；

S2、在PC-SiC表面可控制备G-SiCNWs：

将PC-SiC放置于CVD炉内反应区，抽真空后再通入H₂和Ar，当反应区温度到达沉积温度1000-1200℃时，打开载气H₂，在装有CH₃SiCl₃的鼓泡瓶中通入H₂，将CH₃SiCl₃带入炉内，调节炉内压力和气流量，沉积压力2000-5000Pa、沉积时间1-4h；CH₃SiCl₃中C、Si摩尔比为1：1；反应后，在PC-SiC表面生成G-SiCNWs多维杂化增强体；

S3、G-SiCNWs增强CVD-SiC镜面涂层，即G-SiCNWs-SiC的制备：

在不取出试样的状态下，在CVD炉内直接调整CH₃SiCl₃-H₂-Ar反应体系的工艺参数，进行CVD-SiC涂层沉积，获得G-SiCNWs增韧CVD-SiC光学涂层，即G-SiCNWs-SiC；获得G-SiCNWs增韧CVD-SiC空间反射镜；

S4、将上述G-SiCNWs增韧CVD-SiC空间反射镜经光学加工后，获得超轻量化C/C-SiC空间反射镜。

2.根据权利要求1所述的一种超轻量化C/C-SiC空间反射镜的制备方法，其特征在于：所述SiC梯度过渡层中的硅元素含量由C/C复合材料内部到G-SiCNWs-SiC外表面逐渐增多。

3.根据权利要求1所述的一种超轻量化C/C-SiC空间反射镜的制备方法，其特征在于：所述促渗剂包括Al₂O₃、B₂O₃或MgO。

4.根据权利要求1所述的一种超轻量化C/C-SiC空间反射镜的制备方法，其特征在于：S2中，气流量为CH₃SiCl₃和H₂的摩尔比为1：（1~4）。

5.根据权利要求1所述的一种超轻量化C/C-SiC空间反射镜的制备方法，其特征在于：S3中，工艺参数包括：沉积温度：1000~1150度；沉积时间4~6小时；沉积压力：1000~5000Pa；气体流量：载气氢气：50~150mL/min；反应氢气：2~4 L/min；稀释氩气：1~2L/min；CH₃SiCl₃：5-10 g/min。

6.根据权利要求1所述的一种超轻量化C/C-SiC空间反射镜的制备方法获得的空间反射镜在空间光学遥感系统中的应用。

7.根据权利要求6所述的应用，其特征在于：所述空间光学遥感系统包括空间望远镜或遥感侦查相机。