DE3819011A1 - Spiegel - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Spiegel. Insbesondere betrifft sie einen Spiegel, der zur Sammlung von Solarenergie, zur Laserreflexion, zur optischen Kommunkation usw. auf der Erde und im Weltraum verwendet wird.

Bei herkömmlichen Spiegeln werden Glas, rostfreier Stahl, Kupfer und Aluminium für die Grundplatte des Spiegels verwendet.

Herkömmliche Spiegel, bei denen Gold oder Molybdän auf eine Glasplatte aufgedampft ist, weisen eine Spiegeloberfläche mit geringer Oberflächenrauhigkeit und hohem Lichtreflexionsfaktor auf. Spiegel aus geschliffenen Metallen, wie rostfreiem Stahl, Kupfer, Aluminium usw. sind wegen vorzüglicher Wärmeleiteigen­ schaften und einfacher Verarbeitbarkeit zu einem Spiegel mittels eines einfachen Vorgangs häufig verwendet worden, obwohl keine Oberfläche mit der Feinheit eines Glasspiegels hergestellt werden kann (vgl. ungeprüfte japanische Patentanmeldung Nr. 89 541/1985).

Spiegel mit einer Grundplatte aus faserverstärktem Kunststoff und einer Metallschicht auf der Oberfläche der Grundplatte sind wegen ihres geringen Gewichts in großem Umfang hergestellt worden (vgl. ungeprüfte japanische Patentanmeldung Nr. 27 504/1986).

In jüngster Zeit werden Spiegel mit guten Eigenschaften für die Reflexion von Laserstrahlen sowie für künstli­ che Satelliten benötigt. Die Spiegel, welche für die beschriebenen Zwecke verwendet werden, müssen nicht nur ein geringes Gewicht sondern auch exzellente mechanische Eigenschaften, wie einen geeigneten elastischen Modul, Festigkeit, Bruchfestigkeit usw., sowie exzellente thermische Eigenschaften, wie Abmessungsstabilität bei Änderung der Umgebungstem­ peratur haben.

Für die zu den genannten Zwecken verwendeten Spiegel ist ein Spiegelrohling mit geschichtetem Aufbau aus einem Glasfaser-Keramik-Werkstoff und einer Spiegelglasschicht vorgeschlagen worden (vgl. ungeprüf­ te japanische Patentanmeldung Nr. 11 243/1986).

Während ein solcher herkömmlicher Glasspiegel leicht ist und eine hervorragende Hitzebeständigkeit aufweist, ist er nicht zuverlässig, weil sein elastischer Modul und seine Bruchfestigkeit gering sind.

Herkömmliche Spiegel aus Metall sind schwer und wirken sich nachteilig auf bewegte Teile aus. Wird ein solcher Spiegel für einen künstlichen Satelliten verwendet, steigen die Kosten für den Start. Ferner liegt ein weiterer Nachteil eines metallischen Spiegels darin, daß er wegen seines großen thermischen Ausdehnungskoeffizienten in seinen Abmessungen thermisch nicht stabil ist.

Obwohl der herkömmliche Spiegel mit der Grundplatte aus faserverstärktem Kunststoff den Vorteil hat, leicht zu sein, ist die Härte der Spiegeloberfläche nicht zufriedenstellend, so daß es schwierig ist, eine für einen Spiegel ausreichend genaue Ober­ fläche herzustellen. Ferner hat ein solcher Spiegel eine geringe Hitzebeständigkeit und einen geringen Wärmeleitkoeffizienten.

Der beschriebene Spiegelrohling, der aus einem Glasfaser-Keramik-Werkstoff und einer Spiegelglas­ schicht zusammengesetzt ist, wurde vorgeschlagen, um die beschriebenen Nachteile zu überwinden.

Jedoch ist auch der herkömmliche Spiegelrohling im Hinblick auf seine Effizienz und sein Gewicht für den Einsatz zur Reflexion eines Laserstrahls oder in künstlichen Satelliten nicht zufriedenstellend.

Der Erfindung liegt demzufolge die Aufgabe zugrunde, einen Spiegel anzugeben, der kohlefaserverstärkten kohlenstoffhaltigen Werkstoff umfaßt und der leicht ist und hervorragende mechanische Eigenschaften, wie einen geeigneten elastischen Modul, Festigkeit, Bruchfestigkeit usw. sowie hervorragende thermische Eigenschaften, wie einen geringen thermischen Ausdeh­ nungs- und einen großen Wärmeleitkoeffizienten und eine exzellente Hitzebeständigkeit aufweist.

Erfindungsgemäß wird die gestellte Aufgabe durch einen Spiegel gemäß den Ansprüchen 1, 2 gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen des Erfindungsgedankens sind in den Unteransprüchen unter Schutz gestellt.

Nachstehend ist die Erfindung anhand verschiedener Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Zeichnung mit weiteren Einzelheiten näher erläutert.

Es zeigen

Fig. 1 einen vergrößerten Querschnitt durch eine erste Ausführung des erfindungsgemäßen Spiegels;

Fig. 2 den elastischen Modul der ersten Ausführung der Erfindung für verschiedene Strukturen;

Fig. 3 den Wärmeleitkoeffizienten der ersten Ausführung der Erfindung für verschiedene Strukturen;

Fig. 4 den thermischen Ausdehnungskoeffizienten in einer Richtung senkrecht zur Spiegelober­ fläche der ersten Ausführung der Erfindung für verschiedene Strukturen;

Fig. 5 einen Querschnitt durch eine zweite Aus­ führung des erfindungsgemäßen Spiegels;

Fig. 6 den elastischen Modul der zweiten Ausführung der Erfindung für verschiedene Strukturen;

Fig. 7 den Wärmeleitkoeffizienten der zweiten Ausführung der Erfindung für verschiedene Strukturen;

Fig. 8 den thermischen Ausdehnungskoeffizienten der zweiten Ausführung der Erfindung für verschiedene Strukturen;

Fig. 9 den zeitlichen Verlauf der Wasserabsorptions­ kapazität der zweiten Ausführung der Erfindung;

Fig. 10 den zeitlichen Verlauf der Gewichtsverminde­ rung durch Oxydation bei der zweiten Ausführung der Erfindung.

Zunächst wird die erste Ausführung des erfindungs­ gemäßen Spiegels unter Bezugnahme auf Fig. 1 er­ läutert. In Fig. 1 bezeichnet Bezugszahl 1 A eine Grundplatte aus kohlefaserverstärktem kohlenstoff­ haltigem Werkstoff. Eine Spiegelglasschicht 2 ist auf eine Oberfläche der Grundplatte aufgebracht. Bezugszahl 3 bezeichnet eine Metallschicht auf der freien Oberfläche der Spiegelglasschicht 2.

Die Grundplatte 1 A umfaßt einen zusammengesetzten Werkstoff, der mindestens Kohlefasern aus den PAN-Rei­ hen, den Pitch-Reihen oder den Rayon-Reihen und eine Kohlenstoffmatrix umfaßt. Die Kohlefasern können kontinuierlich oder gewoben sein. Der kohlefa­ serverstärkte kohlenstoffhaltige Werkstoff kann mittels bekannter Techniken, wie harzimprägnierte Karbonisierung, CVD (Chemical Vapor Deposition), CVI (Chemical Vapor Infiltration) usw. hergestellt sein.

Was die Anordnung der Kohlefasern in dem kohlefaserver­ stärkten kohlenstoffhaltigen Werkstoff betrifft, der die Grundplatte 1 A bildet, können die Kohle­ fasern in einer Richtung, wie etwa 0°/0°, angeordnet sein. Es ist jedoch bevorzugt, daß die Kohlefasern in mindestens zwei Richtungen orientiert sind, so daß die Anisotropie des kohlefaserverstärkten kohlenstoffhaltigen Werkstoffs vermindert wird. Insbesondere ist bevorzugt, daß sie alternierend in der Kohlenstoffmatrix angeordnet sind. Beispiels­ weise wird bevorzugt, daß die Kohlefasern in der Anordnung 0°/90°, 0°/±45°/90° oder 0°/±60° liegen. Um die Anisotropie der Grundplatte zu eliminieren, kann ferner eine Grundplatte aus kohlefaserverstärktem kohlenstoffhaltigem Werkstoff verwendet werden, in der die Kohlefasern in zweidimensionaler Anordnung (planare Anordnung) oder dreidimensionaler Anordnung liegen.

Die Dicke der Spiegelglasschicht 2 ist auf den Bereich von 3 µm bis 1/5 oder weniger der Dicke der Grundplatte 1 A festgelegt. Wenn die Dicke der Spiegelglasschicht 2 geringer als 3 µm ist, ist es unmöglich, hervorstehende Kohlenfasern auf der Grundplatte 1 A aus dem kohlefaserverstärkten kohlen­ stoffhaltigen Werkstoff zu überdecken, so daß eine für die Spiegelglasschicht 2 erforderliche Oberflächen­ ebenheit nicht erreicht werden kann. Übersteigt jedoch die Dicke 1/5 der Dicke der Grundplatte 1 A, beeinflussen der thermische Ausdehnungskoeffizient und der Wärmeleitkoeffizient der Spiegelglasschicht 2 die Eigenschaften des Spiegels erheblich, so daß die thermischen Eigenschaften des kohlefaserver­ stärkten kohlenstoffhaltigen Werkstoffs nicht effektiv ausgenutzt werden können. Wegen der unterschiedlichen thermischen Ausdehnungskoeffizienten des kohlefaserver­ stärkten kohlenstoffhaltigen Werkstoffs und der Spiegelglasschicht können sich ferner die Grundplatte 1 A und die Spiegelglasschicht 2 voneinander lösen, wenn sie wiederholt Temperaturschwankungen (von 1-150°C auf 300°C) ausgesetzt sind. Demzufolge ist bevorzugt, daß die Dicke der Spiegelglasschicht 2 auf den Bereich von 3 µm bis 1/5 der Dicke der Grundplatte 1 A beschränkt ist.

Glas mit einem thermischen Ausdehnungskoeffizienten von -1,5×10^-7/°C bis 68×10^-7/°C wird bevorzugt als Spiegelglasschicht verwendet. Als Beispiele besonders bevorzugter Gläser sind Titansilikatglas mit einem geringen thermischen Ausdehnungskoeffizienten (z.B. Code Nr. 7971 der Corning Glass Works, USA), Quarzglas (z.B. Code Nr. 7940 der Corning Glass Works), Borsilikatglas (Code Nr. 7740, 7760, 7720 und 7941 der Corning Glass Works) und Aluminiumsilikat­ glas verwendet worden. Ferner kann eine Mischung aus Quarzglas, Borsilikatglas und Aluminiumsilikatglas verwendet werden.

Das Aufbringen der Spiegelglasschicht auf die Grund­ platte 1 A wird ausgeführt, indem die Spiegelglasschicht 2 auf die Grundplatte 1 gelegt wird und beide unter Vakuum oder einer nicht oxydierenden Atmosphäre, wie Stickstoff oder Argon, erhitzt werden, wobei die Viskosität des Spiegelglas 10⁵ Pa s (10⁴ Poise) übersteigt, d.h. bei einer Temperatur oberhalb der Betriebstemperatur von Glas. Um die Grundplatte 1 A und die Spiegelglasschicht 2 ganz miteinander zu verbinden, kann eine Druckkraft ausgeübt werden. Auch kann ein organischer oder anorganischer Klebstoff verwendet werden.

Als Metallschicht 3 kann Gold, Aluminium, Molybdän, Kupfer oder eine Legierung verwendet werden, in der die genannten Werkstoffe die Hauptkomponente darstellen. Das Metall wird mit einem bekannten Verfahren, wie chemisches Beschichten, Aufdampfen usw. auf die Oberfläche der Spiegelglasschicht aufgebracht. Eine Dicke der Metallschicht von 0,5 mm oder weniger ist bevorzugt. Beträgt die Dicke mehr als 0,5 mm, tritt wegen der unterschiedlichen thermischen Ausdehnungskoeffizienten der Spiegelglas­ schicht 2 und der Metallschicht bei Gebrauch eine Ablösung auf. Im übrigen ist es schwierig, eine Schicht konstanter Dicke herzustellen.

Normalerweise wird die Metallschicht auf die gesamte Oberfläche der Spiegelglasschicht 2 aufgebracht. Jedoch kann die Metallschicht auch lediglich auf einen für die Verwendung erforderlichen Teile der Oberfläche der Spiegelglasschicht 2 aufgebracht werden. Beträgt der Oberflächenbereich, der mit der Metallschicht bedeckt ist, 50% oder weniger der gesamten Oberfläche der Spiegelglasschicht 2, tritt eine Verminderung der Effektivität des Spiegels ein, sofern die Ausdehnung und das Gewicht des Spiegels mit in Betracht gezogen werden. Demzufolge ist bevorzugt, daß die mit der Metallschicht bedeckte Fläche 50% oder mehr der Oberfläche der Spiegel­ glasschicht 2 ausmacht.

Es ist bevorzugt, daß die Metallschicht von einem Schutzfilm aus SiO₂, AlO₂, TiO₂ oder einem anderen geeigneten Material bedeckt ist. Das Aufbringen des Schutzfilms kann nach einem bekannten Verfahren, wie Aufdampfen erfolgen, wodurch eine Beschädigung der Metallschicht 3 ausgeschlossen ist.

Die Grundplatte kann eben oder gekrümmt sein. Der Spiegel nach der ersten Ausführung der Erfindung hat wegen des kohlefaserverstärkten kohlenstoffhaltigen Werkstoffs hervorragende mechanische und thermische Eigenschaften. Insbesondere ist der Spiegel nach der ersten Ausführung der Erfindung leicht, hat einen großen elastischen Modul, große Festigkeit und Bruchfestigkeit und hat einen geringen thermischen Ausdehnungskoeffizienten und einen großen Wärmeleitko­ effizienten. Demzufolge kann ein Spiegel mit hoher Präzision in den Abmessungen hergestellt werden, der bruchfest ist.

Fig. 5 zeigt einen Querschnitt durch eine zweite Ausführung des erfindungsgemäßen Spiegels mit glasim­ prägniertem kohlefaserverstärktem kohlenstoffhalti­ gem Werkstoff. Nach Fig. 5 wird der Spiegel durch Aufbringen einer Spiegelglasschicht 2 auf eine Oberfläche einer Grundplatte 1 B aus glasimprägniertem kohlefaserverstärktem kohlenstoffhaltigem Werkstoff gebildet. Auf der freien Oberfläche der Spiegelglas­ schicht 2 kann eine Metallschicht 3 aufgebracht sein.

Die zweite Ausführung der Erfindung weist neben den verschiedenen beschriebenen Eigenschaften der ersten Ausführung noch Beständigkeit gegen Eindringen von Gas oder Flüssigkeiten und Oxydationsbeständigkeit auf.

Der kohlefaserverstärkte kohlenstoffhaltige Werkstoff für die Grundplatte 1 B, die Spiegelglasschicht 2 und die Metallschicht 3 der zweiten Ausführung sind die gleichen wie diejenigen der ersten Ausfüh­ rung, weshalb nicht diese Teile beschrieben sind, sondern lediglich Eigenschaften betreffend die zweite Ausführung der Erfindung.

Der glasimprägnierte kohlefaserverstärkte kohlenstoff­ haltige Werkstoff wird durch Eingeben von Glas in Zwischenräume in einer gewobenen Matte oder zwischen zufällig verteilte Kohlefasern in einer Wärmekammer, wie einer Autoclav, hergestellt. Dabei ist bevorzugt, daß die Menge Glas, die in den kohle­ stoffhaltigen Werkstoff (Grundplatte) eingebracht wird, 10 Vol.-% oder mehr bezüglich des gesamten Porösitätsvolumens des kohlefaserverstärkten kohlen­ stoffhaltigen Werkstoffs beträgt. Wenn der Anteil des Glases geringer als 10 Vol.-% bezogen auf das gesamte Porösitätsvolumen des kohlenstoffhaltigen Werkstoffs ist, ist es schwierig, eine gute Wider­ standsfähigkeit gegen Gas-/Flüssigkeits-Durchsetzung der Grundplatte zu erzielen. Ferner ist die Oxydations­ beständigkeit gering.

Für das imprägnierende Glas kann dieselbe Art von Glas wie für die Spiegelglasschicht 2 verwendet werden. Es kann jede Art von Glas verwendet werden, sofern es für die Verwendung als Spiegelglasschicht 2 geeignet ist.

Die Dicke der Spiegelglasschicht 2, welche auf die Grundplatte 1 B aus dem glasimprägnierten kohlefa­ serverstärkten kohlenstoffhaltigen Werkstoff aufge­ bracht wird, ist auf den Bereich von 3 µm bis zu 1/3 der Dicke der Grundplatte 1 B festgelegt. Wenn die Dicke der Spiegelglasfläche 2 geringer als 3 µm ist, ist es unmöglich, die hervorstehenden Kohlefasern auf der Grundplatte 1 B ganz zu verdecken, weshalb nicht die erforderliche Ebenheit der Spiegel­ oberfläche erreicht werden kann. Wenn jedoch die Dicke 1/3 der Dicke der Grundplatte 1 B übersteigt, wirken sich der thermische Ausdehnungskoeffizient und der Wärmeleitkoeffizient der Spiegelglasschicht 2 nachteilig auf die Eigenschaften des Spiegels mit dem glasimprägnierten kohlefaserverstärkten kohlenstoffhaltigen Werkstoff aus, so daß die exzellen­ ten thermischen Eigenschaften des glasimprägnierten kohlefaserverstärkten kohlenstoffhaltigen Werkstoffs nicht effektiv ausgenutzt werden kann.

Die Verfahren zum Aufbringen der Spiegelglasschicht 2 auf den glasimprägnierten kohlefaserverstärkten kohlenstoffhaltigen Werkstoff der Grundplatte 1 B und zum Aufbringen der Metallschicht 3 auf die freie Oberfläche der Spiegelglasschicht 2 entsprechen denjenigen, welche im Zusammenhang mit der ersten Ausführung beschrieben sind.

Da der glasimprägnierte kohlefaserverstärkte kohlen­ stoffhaltige Werkstoff für die Grundplatte verwendet wird, werden bei der zweiten Ausführung verschiedene Eigenschaften des Werkstoffs auf den so hergestellten Spiegel übertragen. Insbesondere ist der Spiegel leicht, hat hervorragende mechanische und thermische Eigenschaften, eine gute Widerstandsfähigkeit gegen Eindringen von Gas oder Flüssigkeit und eine gute Oxydationsbeständigkeit.

Nachstehend ist die Erfindung detailliert unter Bezugnahme auf Beispiele beschrieben. Es sei ausdrück­ lich darauf hingewiesen, daß die Erfindung in keinster Weise auf die gegebenen Beispiele beschränkt ist.

Beispiel 1

Mittels CVD wurde kohlefaserverstärkter kohlenstoffhal­ tiger Werkstoff in zweidimensionaler und dreidimensio­ naler Struktur verwoben hergestellt, wobei die Kohlefasern in Kohlenstoffmatrizen in Strukturen von
[0°/0°]₈, [0°/90°]₈, [0°/±45°/90°]₄, [0°/±60°]₆
angeordnet waren. Es wurden Kohlefasern mit einem Durchmesser von 7 µm verwendet. Dann wurden die Kohlenstoffmatrizen bei einer Temperatur von 2800°C bis 3000°C graphitiert. Der Volumenanteil der Kohlefa­ sern in den Kohlenstoffmatrizen betrug 20% bis 65%. Dadurch wurden Grundplatten aus kohlefaserver­ stärktem kohlenstoffhaltigen Werkstoff mit einer Dichte von 1,6 g/cm³ bis 1,96 g/cm³ erhalten. Auf die so hergestellten Grundplatten wurde Titansilikat­ glas mit einem thermischen Ausdehnungskoeffizienten von 0,5×10^-7/°C im Warmpressverfahren unter Vakuum aufgebracht. Auf das auf die Grundplatte aufgebrachte Titansilikatglas wurde eine Goldschicht mit einer Dicke von 20 A bis 200 A mittels Kathodenzerstäubung aufgedampft, wodurch Spiegel aus faserverstärktem kohlenstoffhaltigem Werkstoff erhalten wurden.

Für jeden der so erhaltenen Spiegel wurden der elastische Modul, der Wärmeleitkoeffizient und der thermische Ausdehnungskoeffizient gemessen. Die Ergebnisse sind in den Fig. 2 bis 4 dargestellt. Fig. 2 zeigt den elastischen Modul des faserverstärk­ ten kohlenstoffhaltigen Werkstoffs mit dem beschriebe­ nen Aufbau; Fig. 3 zeigt den Wärmeleitkoeffizienten des Werkstoffs; und Fig. 4 zeigt den thermischen Ausdehnungskoeffizienten des Werkstoffs in einer Richtung senkrecht zur Spiegeloberfläche.

Wie den Messungen unschwer zu entnehmen ist, haben die Spiegel gute mechanische und thermische Eigenschaf­ ten.

Beispiel 2

Es wurde kohlefaservestärkter kohlenstoffhaltiger Werkstoff verwendet, wobei die Kohlefasern in Kohlen­ stoffmatrizen mit einer Struktur von
[0°/0°]₈, [0°/90°]₈, [0°/±45°/90°]₄
angeordnet waren. Die zweidimensionalen und dreidimensionalen Strukturen wurden durch CVD hergestellt. Die verwendeten Kohlefa­ sern hatten einen Durchmesser von 7 µm.

Die Kohlenstoffmatrizen wurden bei einer Temperatur von 2800°C bis 3000°C graphitiert. Der Volumenanteil der Kohlefasern in der Kohlenstoffmatrix betrug jeweils 20% bis 65%. Es wurden somit kohlefaserver­ stärkte kohlenstoffhaltige Werkstoffe mit einer Dichte von 1,2 g/cm³ bis 1,65 g/cm³ hergestellt. Die kohlefaserverstärkten kohlenstoffhaltigen Werkstof­ fe wurden mit Borsilikatglaspulver mit einer Korngröße von 0,074 mm (200 meshes) oder weniger in einer Kapsel aus Borsilikat behandelt. Das Borsilikatglas wurde unter einem Druck von 10 Atmosphären und einer Temperatur von 1500°C in die Poren der kohlefa­ serverstärkten kohlenstoffhaltigen Werkstoffe einge­ bracht. Dann wurden die Werkstoffe aus der Kapsel genommen und es wurden Grundplatten aus glasimprägnier­ tem kohlefaserverstärktem kohlenstoffhaltigem Werkstoff geschnitten. Mittels Wärmepressung unter Vakuum wurde Titansilikatglas mit einem thermischen Ausdeh­ nungskoeffizienten von 0,5×10^-7/°C auf die Grundplat­ ten aufgebracht. Dann wurde auf die Titansilikatglas­ schicht mittels Kathodenzerstäubung ein Goldfilm mit einer Dicke von 20 Å bis 200 Å aufgedampft, wodurch ein Spiegel aus glasimprägniertem kohlefaser­ verstärktem kohlenstoffhaltigem Werkstoff erhalten wurde.

Von jedem dieser so hergestellten Spiegel wurden der elastische Modul, der Wärmeleitkoeffizient und der thermische Ausdehnungskoeffizient gemessen. Ferner wurden die Wasserabsorptionseigenschaften und die Oxydationsbeständigkeiten bestimmt.

Fig. 6 zeigt den elastischen Modul der einzelnen Spiegel, welche aus einer Grundplatte mit einer Dicke von 5 mm hergestellt wurden, wobei die Kohlefa­ sern in einer Kohlenstoffmatrix mit einem Anteil von 40 Vol.-% bis 65 Vol.-% enthalten sind. Die Dicken der Titansilikatglasschichten auf den Grundplat­ ten betrugen 0,5 mm, während die mittels Kathodenzer­ stäubung auf das Titansilikatglas aufgedampften Goldfilme eine Dicke von 150 A aufwiesen. Fig. 7 zeigt die Wärmeleitkoeffizienten der Spiegel, die genauso hergestellt worden sind, wie im Zusammen­ hang mit Fig. 6 beschrieben. Fig. 8 zeigt die thermi­ schen Ausdehnungskoeffizienten der Spiegel in einer Richtung, die auf der Spiegeloberfläche senkrecht steht.

Fig. 9 zeigt einen Vergleich eines Spiegels, der eine Grundplatte 1 mit dreidimensionaler Struktur aus Kohlefasern umfaßt, welche erfindungsgemäß behandelt ist, mit einem in vorstehend beschrie­ bener Art und Weise hergestellten Spiegel, dessen Grundplatte keine Glasimprägnierung enthält. Es ist die Wasserabsorptionscharakteristik bei einer Temperatur von 60°C und einem Dampfdruck von 80% dargestellt.

Fig. 10 zeigt die Gewichtsabnahme infolge von Oxyda­ tion im Verlaufe der Zeit für die Spiegel nach Fig. 9 bei einer Temperatur von 600°C.

Den Zeichnungen ist unschwer zu entnehmen, daß die erfindungsgemäßen Spiegel die hervorragenden Eigenschaften von glasimprägniertem kohlefaserverstärk­ tem kohlenstoffhaltigem Werkstoff aufweisen. Insbeson­ dere zeigen sie hervorragende mechanische Eigenschaf­ ten, wie einen geeigneten elastischen Modul, Festigkeit und Biegesteifigkeit, exzellente thermische Eigenschaf­ ten, wie einen geringen thermischen Ausdehnungskoeffi­ zienten und eine hohe Wärmeleitfähigkeit sowie eine große Widerstandsfähigkeit gegen Eindringen von Gas oder Flüssigkeit und gute Oxydationsbeständig­ keit. Schließlich ist der erfindungsgemäße Spiegel leicht.

Die in der vorstehenden Beschreibung, den Ansprüchen sowie den Zeichnungen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebigen Kombinationen für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen wesentlich sein.

Claims (17)

1. Spiegel, gekennzeichnet durch eine Grundplatte (1 A) aus kohlefaserverstärktem kohlenstoffhaltigem Werkstoff, eine auf der Grundplatte aufgebrachte Spiegelglasschicht (2) und eine Metallschicht (3) auf der freien Oberfläche der Spiegelglasschicht.

2. Spiegel gekennzeichnet durch eine Grundplatte (1 B) aus glasimprägniertem kohlefaser­ verstärktem kohlenstoffhaltigem Werkstoff und eine auf der Grundplatte aufgebrachte Spiegelglas­ schicht (2).

3. Spiegel nach Anspruch 2, gekennzeich­ net durch eine Metallschicht (3) auf der freien Oberfläche der Spiegelglasschicht (2).

4. Spiegel nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Spiegelglas­ schicht (2) einen thermischen Ausdehnungskoeffizien­ ten in dem Bereich von -1,5×10^-7/°C bis 68×10^-7/°C hat.

5. Spiegel nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Spiegelglasschicht (2) Titansilikatglas mit einem geringen thermischen Ausdehnungskoeffizienten umfaßt.

6. Spiegel nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Spiegelglas­ schicht (2) Quarzglas umfaßt.

7. Spiegel nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Spiegelglas­ schicht (2) mindestens Silikatglas mit hohem Silikatanteil, Borsilikatglas, Aluminiumsilikatglas oder eine Mischung daraus umfaßt.

8. Spiegel nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Grundplatte (1) eine Kohlenstoffmatrix und minde­ stens einen Kohlefaserwerkstoff der PAN-Reihen, der Pitch-Reihen oder der Rayon-Reihen umfaßt.

9. Spiegel nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in der Grundplatte (1) Kohlefasern in wenigstens zwei Richtungen einer Kohlenstoffmatrix angeordnet sind.

10. Spiegel nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der kohlefaserverstärkte kohlenstoffhaltige Werkstoff durch planares oder dreidimensionales Verweben von Kohlefasern hergestellt ist.

11. Spiegel nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der kohlefaserver­ stärkte kohlenstoffhaltige Werkstoff durch Laminie­ ren von Kohlefasern mit den Orientierungen 0°/0°, 0°/90°, 0°/±45°/90° oder 0°/±60° hergestellt ist.

12. Spiegel nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Spiegelglasschicht (2) direkt durch Druck bei einer Temperatur unterhalb der Betriebstemperatur von Glas unter Vakuum oder einer nicht-oxydierenden Atmosphäre auf die Grundplatte (1) angeheftet ist.

13. Spiegel nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Spiegelglas­ schicht (2) mittels eines organischen oder anorganischen Klebstoffs mit der Grundplatte (1) verbunden ist.

14. Spiegel nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallschicht (3) aus Au, Al, Mo oder Cu oder einer diese Metalle als Hauptkomponente beinhalten­ den Legierung hergestellt ist.

15. Spiegel nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallschicht (3) auf der Spiegelglasschicht (2) derart ausgebildet ist, daß sie einen Oberflä­ chenbereich von 50% oder mehr bedeckt.

16. Spiegel nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallschicht (3) von einem Schutzfilm aus SiO ₂, Al₂O₃ oder TiO₂ bedeckt ist.

17. Spiegel nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Grundplatte (1) eine gebogene Oberfläche hat.