石墨纤维增强铝基复合材料在空间遥感器镜筒结构中的应用

摘要

为了设计和制造出性能更加优越的空间遥感器,对一种新型航天材料-石墨纤维增强铝基复合材料(Gr/Al composite)进行了研究.突破了石墨纤维与铝合金的界面反应控制、纤维铺层和缠绕设计等关键技术,成功制备了石墨纤维增强铝基复合材料,材料的密度为2.12×103 kg/m3,弹性模量为129 Gpa,线膨胀系数为5.0×10-6 K-1.针对这种复合材料,摸索出一套完整的加工和后处理工艺,并首次把这种复合材料应用在空间红外遥感器镜筒结构设计中,设计的镜筒较之钛合金镜筒减重31.8%.最后,完成了镜筒组件的加工装配、透镜的装校和随机振动试验.实验结果表明,镜筒组件的一阶谐振频率为284 Hz,高于100 Hz的设计要求,振动试验后光机系统没有发生变化.上述工作表明,石墨纤维增强铝基复合材料在航天遥感领域具有较高的应用价值.