FR2616554A1 - Miroir comprenant une matiere carbonee renforcee par des fibres de carbone - Google Patents
Miroir comprenant une matiere carbonee renforcee par des fibres de carbone Download PDFInfo
- Publication number
- FR2616554A1 FR2616554A1 FR8807449A FR8807449A FR2616554A1 FR 2616554 A1 FR2616554 A1 FR 2616554A1 FR 8807449 A FR8807449 A FR 8807449A FR 8807449 A FR8807449 A FR 8807449A FR 2616554 A1 FR2616554 A1 FR 2616554A1
- Authority
- FR
- France
- Prior art keywords
- glass
- mirror
- mirror according
- carbon
- base plate
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B5/00—Optical elements other than lenses
- G02B5/08—Mirrors
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
- F24S23/00—Arrangements for concentrating solar-rays for solar heat collectors
- F24S23/70—Arrangements for concentrating solar-rays for solar heat collectors with reflectors
- F24S23/82—Arrangements for concentrating solar-rays for solar heat collectors with reflectors characterised by the material or the construction of the reflector
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/40—Solar thermal energy, e.g. solar towers
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Optical Elements Other Than Lenses (AREA)
- Laminated Bodies (AREA)
Abstract
Miroir comprenant une plaque de base 1A faite d'une matière carbonée renforcée par des fibres de carbone ou d'une matière carbonée renforcée par des fibres de carbone, imprégnée de verre, et une matière de surface de miroir en verre 2 liée à une surface de la plaque de base 1A. Une couche de revêtement métallique 3 peut être formée sur la surface de la matière de surface de miroir en verre 2.
Description
MIROIR COMPRENANT UNE MATIERE CARBONEE RENFORCEE PAR DES
FIBRES DE CARBONE
La présente invention porte sur un miroir comprenant une matière carbonée renforcée par des fibres de carbone. En particulier, elle porte sur un tel miroir utilisé pour la captation de l'énergie solaire, la réflexion de faisceau laser, la communication optique, etc., sur le
sol ou dans l'espace.
Dans les miroirs classiques, le verre, l'acier O inoxydable, le cuivre, l'aluminium ont été utilisés pour
constituer la plaque de base.
Parmi les miroirs classiques, un miroir obtenu par l'application d'une couche d'or ou de molybdène sur un plaque de verre par condensation de vapeur fournit une :5 surface de miroir présentant une rugosité de surface faible et un facteur de réflexion de la lumière élevé. Par ailleurs, un miroir préparé par broyage d'un métal tel que l'acier inoxydable, le cuivre, l'aluminium etc. a été largement utilisé, étant donné qu'il présente d'excellentes propriétés de transfert thermique et qu'il est facile de former un miroir avec un procédé simple, bien qu'une surface de miroir aussi fine quecelle d'un miroir de verre ne puisse pas être obtenue
(Publication du Brevet Japonais Non-Examiné n' 89541/1985).
Des miroirs comprenant une plaque de base en matière plastique renforcée par des fibres et une couche de revêtement métallique formée sur une surface de la plaque de base, ont également été fabriqués à une grande échelle, parce qu'ils sont defaible poids (Publication du Brevet
Japonais Non-Examiné n' 27504/1986).
3C Récemment, des miroirs présentant une efficacité élevée sont devenus nécessaires lorsque utilisés pour la réflexion d'un faisceau laser ou montés sur un satellite scientifique. Il est nécessaire pour les miroirs utilisés pour les objectifs mentionnés ci-dessus de présenter les caractéristiques non seulement d'avoir un faible poids, mais également de présenter d'excellentes propriétés
2 6 1 6 5 5 4
mécaniques, telles que module d'élasticité, résistance, ténacité la rupture, etc., ainsi que des propriétés thermiques permettant une stabilité dimensionnelle au changement de température ambiante, Pour les miroirs utilisés pour les objectifs mentionnés ci-dessus, une ébauche de miroir présentant une structure feuilletée comprenant une matière composite céramique-fibres de verre et une matière de surface de miroir de verre, a été proposée (Publication du Brevet
Japonais Non-Examiné n' 11243/1986).
Cependant, le module d'élasticité du miroir de verre classique est faible et un tel miroir se brise facilement en
raison de ce faible module d'élasticité et d'une faible téna-
cité à la rupture, bien qu'il soit de poids faible et qu'il présente d'excellentes propriétés de résistance à la chaleur,
et, par conséquent, il manque de fiabilité.
Le miroir classique formé de métal est lourd, et il est difficile de l'utiliser pour constituer une pièce mobile. Il relève le coût de lancement lorsque le miroir est utilisé pour un satellite scientifique. En outre, le miroir métallique présente l'inconvénient du manque de stabilité dimensionnelle à la chaleur, parce qu'il présente
un coefficient de dilatation thermique important.
Pour le miroir classique présentant une plaque de base faite d'une matière plastique renforcée par des fibres, bien qu'il ait un grand avantage du fait de son faible poids, la dureté de la surface de miroir est insuffisante, et il est difficile d'obtenir une surface précise nécessaire en tant que miroir. En outre, il présente les inconvénients que la propriété de résistanceàla chaleur est médiocre, et
que le coefficient de tranfert thermique est faible.
L'ébauche de miroir mentionnée ci-dessus, présentant une structure feuilletée comprenant une matière composite céramique - fibres de verre, et la matière de surface du miroir de verre, a été proposée pour supprimer
les inconvénients tels que décrits ci-dessus.
2616 5 5 4
Cependant, l'ébauche de miroir classique est encore insuffisante en ce qui concerne l'efficacité
et le poids, dans le but de l'utiliser pour la ré-
flexion d'un faisceau laser ou un satallite scienti-
fique. La présente invention a pour objectif de proposer un miroir comprenant une matière carbonée renforcée par des fibres de carbone présentant diverses caractéristiques, telles qu'un faible poids, d'excellentes propriétés mécaniques comme le module
d'élasticité, la résistance, la ténacité à la rupture, etc.,-
des propriétés thermiques, telles qu'une faible dilatation thermique, un coefficient de transfert thermique élevé et
des propriétés de résistance & la chaleur.
Conformément à la présente invention, on propose un miroir comprenant une matière carbonée-renforcée par des fibres de carbone, caractérisé par le fait qu'il comprend une plaque de base faite d'une matière carbonée renforcée par des fibres de carbone, une matière de surface de miroir en verre liée à une surface de ladite plaque de base, et une couche de revêtement métallique formée sur la surface de
ladite matière de surface de miroir en verre.
En outre, conformément à la présente invention, on propose un miroir comprenant une matière carbonée renforcée par des fibres de carbone, imprégnée de verre, caractérisé par le fait qu'il comprend une plaque de base faite d'une
matière carbonée renforcée par des fibres de carbone, -
imprégnée par du verreet une matière de surface de miroir en
verre liée à une surface de ladite plaque de base.
Pour mieux illustrer l'objet de la présente invention et les avantages qu'elle permet d'obtenir, on décrira plus en détail ci-après, à titre indicatif et non limitatif, plusieurs modes de réalisation de celle-ci, en
référence au dessin annexé.
Sur ce dessin: - la Figure 1 est une vue en coupe transversale agrandie d'un premier mode de réalisation du miroir comprenant une matière carbonée renforcée par des fibres de carbone selon la présene invention; - la Figure 2 est un graphique représentant le module spécifique du premier mode de réalisation présentant les différentes sortes de structure de la présente invention; - la Figure 3 est un graphique représentant le coefficient de transfert thermique du premier mode de réalisation présentant les différentes sortes de structure de la présente invention; la Figure 4 est un graphique représentant le coefficient de dilatation thermique dans la direction perpendiculaire à la surface du miroir du premier mode de réalisation présentant les différentes sortes de structure de la présente invention; - la Figure 5 est une vue en coupe transversale d'un second mode de réalisation du miroir comprenant une matière carbonée renforcée par des fibres de carbone, imprégnée de verre selon la présente invention; - la Figue 6 est un graphique représentant le module spécifique du second mode de réalisation présentant différentes sortes de structure de la présente invention; - la Figure 7 est un graphique représentant le coefficient de transfert thermique du second mode de réalisation présentant les différentes sortes de structure de la présente invention; la Figure 8 est un graphique représentant le coefficient de dilatation thermique du second mode de réalisation présentant les différentes sortes de structure de la présente invention; - la Figure 9 est un graphique représentant la capacité d'absorption d'eau en fonction du temps dans le second mode de réalisation de la présente invention; et - la Figure 10 est un graphique représentant la réduction du poids par oxydation en fonction du temps dans le
261655'4
second mode de réalisation de la présente invention.
Dans ce qui suit, on va décrire un premier mode de réalisation du miroir, comprenant une matière carbonée renforcée par des fibres de carbone de la présente invention, avec référence & la Figure 1. Sur la Figure 1, le chiffre de référence!A désigne une plaque de base faite
d'une matière carbonée renforcée par des fibres de carbone.
Une matière de surface de miroir en verre 2 est liée & une surface de la plaque de base. Le chiffre de référence 3 désigne une couche de revêtement métallique formée sur la
surface de la matière de surface en verre 2..
La plaque de base IA est faite d'une matière composite,comprenant au moins une sorte de fibres de carbone choisie parmi les fibres de carbone de la série du %5 polyacrylonitrile (PAN), de la série du brai et de la série de la rayonne, et une matrice carbonée. Les fibres de carbone peuvent se présenter sous une forme continue ou sous une forme de tissu. La matière carbonée renforcée par des fibres de carbone peut être préparée par une technique connue, telle que la carbonisation & l'état imprégné par une résine, le dépôt en phase gazeuse par procédé chimique (CVD - Chemical Vapor Deposition),l'infiltration en phase gazeuse par procédé chimique (CVI - Chemical Vapor Infiltration), etc. En ce qui concerne la disposition des fibres de carbone dans la matière carbonée renforcée par des fibres de carbone, qui forme la plaque de base 1A, les fibres de carbone peuvent être disposées dans une direction unique, telle que 0'/0'. Cependant, il est souhaitable que les fibres de carbone soient orientées dans au moins deux directions, afin de réduire l'anisotropie de la matière carbonée renforcée par des fibres de carbone. Dans ce cas, il est particulièrement souhaitable qu'elles soient disposées en alternance dans la matrice carbonée. Par exemple, il est préférable que les fibres de carbone soient disposées pour avoir une structure de 0'/90', 0'/ 45'/90 ou 0'/ 60'. En outre, la plaque de base, faite de-le matière carbonée renforcée par des fibres de carbone, dans laquelle les fibreZ de carbone sont tissées dans une structure à deux dimensions (une structure plane) ou une structure à trois dimensions, peut être utilisée pour éliminer l'anisotropie
de la plaque de base.
L'épaisseur de la matière de surface de miroir en verre 2 est déterminée pour se situer dans la plage allant de 3.m à une valeur au plus égale au cinquième de l'épaisseur de la plaque de base IA. Lorsque l'épaisseur de la matière de surface de miroir enverre 2 est inférieure & 3 jim, il est impossible d'éliminer les saillies formées par les fibres de carbone sur la plaque de base 1A de la matière carbonée renforcée par des fibres de carbone, et la planéité de :5 surface suffisante, qui est nécessaire pour la matière de surface du miroir en verre 2, ne peut être obtenue.Par ailleurs, lorsque l'épaisseur dépasse une valeur égale au cinquième de l'épaisseur de la plaque de base 1A, le coefficient de dilatation thermique et le coefficient de transfert 29 thermique de la matière de surface de miroir en verre 2, affectent fortement les caractéristiques du miroir, et les propriétés thermiques de la matière carbonée renforcée par des fibres de carbone ne peuvent pas être utilisées efficacement. En outre, en raison de la différence de coefficient de dilatation thermique entre la matière carbonée renforcée par des fibres de carbone et la matière de surface de miroir en verre, il tend & se produire un décollement entre la plaque de base 1A et la matière de surface de miroir en verre 2, lorsqu'elles sont soumises de façon répétée & un changement de température (de -150'C à
300'C).
En.conséquence, il est préférable que l'épaisseur de la matière de surface de miroir en verre 2 soit-déterminée pour se situer dans la plage allant de 3 o.m à une valeur au
plus égale au cinquième de l'épaisseur de la plaque de base lA.
Comme matière de surface de miroir en verre que l'on préfère, on utilise du verre présentant un coefficient
de dilatation thermique de -1,5 x 10 7/'C à 68 x 10 7/'C.
Comme exemples de verre particulièrement souhaitable, on peut utiliser un verre de silicate de titane, présentant un faible coefficient de dilatation thermique (tel que le verre de référence n' 7971 de Corning Glass Works, U.S.A.), un verre quartzeux (tel que le verre de référence n' 7940 de Corning Glass Works), un verre de borosilicate (verres de référence n' 7740, 77?60, 7720 ou 7941, de Corning Glass Works), un verre d'aluminosilicate (tel que les verres de référence n' 1720, 1723 ou 0137 de Corning Glass Works). En
outre, un mélange de verre quartzeux, de verre de borosili-
cate et de verre d'aluminosilicate peut être utilisé.
La liaison de la matière de surface de miroir en verre 2 & la plaque de base 1A est effectuée d'une manière telle que la matière de surface de miroir en verre 2 soit - disposée en couche sur la plaque de base 1A, et elles sont chauffées sous vide ou dans une atmosphère non oxydante, telle qu'une atmosphère d'azote ou d'argon, et à la condition que la viscosité de la matière de surface de miroir de verre soit de 103 Pa.s (104 poises), autrement dit à une température supérieure à la température de travail du verre. La plaque de base 1A et la matière de surface de miroir en verre 2 peuvent être pressées l'une sur
l'autre, de belle sorte qu'elles soient liées solidement.
Dans ce cas, une matière de liaison organique ou minérale
peut être utilisée pour lier les deux matières.
Comme couche de revêtement métallique 3, l'or, l'aluminium, le molybdène, le cuivre, ou un alliage renfermant ces matières comme composant principal, peuvent être utilisés. Le métal est appliqué en couche sur la surface de la matière de surface de miroir en verre, suivant une méthode connue, telle que le placage métallique, la métallisation sous vide, etc. Il est souhaitable que l'épaisseur de la couche de revêtement métallique soit de 0,5 mm ou au-dessous. Lorsque l'épaisseur dépasse 0,5 mm, il se produit un décollement dû à la différence de coefficient de dilatation thermique entre la matière de surface de miroir en verre 2 et la couche de revêtement métallique à l'utilisation. En outre, il est difficile de
former une couche présentant une épaisseur homogène.
La couche de revêtement métallique est habituellement appliquée sur la totalité de la surface de la matière de surface de miroir en verre 2. Cependant, la couche de revêtement métallique peut être formée seulement sur une partie voulue de la surface de la matière 2. Dans ce cas, lorsque la superficie de la couche de revêtement métallique est de 50% ou moins sur la base de la totalité de la superficie de la matière de surface de miroir en verre 2, cela provoque une diminution de l'efficacité du miroir lorsqu'on prend en considération la dimension et le poids du miroir. En conséquence, il est préférable que la superficie de la couche de revêtement métallique soit de 50%, ou
davantage, de la superficie de la matière 2.
Il est souhaitable que la couche de revêtement métallique soit recouverte par un film protecteur formé de
SiO2, A1203, TiO2 ou une autre matière appropriée.
L'application du film protecteur peut être conduite suivant un procédé connu, tel que la métallisation sous vide, ce qui permet d' éviter l'endommagement de la couche de revêtement
métallique 3.
La forme de la plaque de base peut être plate ou cintrée. Ainsi, conformément au premier mode de réalisation de la présente invention, le miroir ainsi obtenu présente d'excellentes propriétés mécaniques et thermiques conférées
par la matière carbonée renforcée par des fibres de carbone.
A savoir, le miroir obtenu par le premier mode de réalisa-
tion de la présente invention est de faible poids, il présente un module d'élasticité élevé, une résistance et une ténacité à la rupture élevées, un faible coefficient de dilatation thermique, un coefficient de tranfert thermique élevé. En conséquence, on peut obtenir un miroir de grande
précision dimentionnelle et difficile à casser.
g La Figure 5 est une vue en coupe transversale montrant un second mode de réalisation du miroir, comprenant une matière carbonée renforcée par des fibres de carbone,
imprégnéede verre, conformément à la présente invention.
Sur la Figure 5, un miroir est formé par liaison d'une matière de surface de miroir en verre 2 sur une surface d'une plaque de base lB, faite d'une matière carbonée
renforcée par des fibres de carbone, imprégnée de verre.
Une couche de revêtement métallique 3 peut être disposée sur la couche externe de la matière de surface de miroir en
verre 2.
Le second mode de réalisation de la présente invention possède des propriétés de résistance à la pénétration de gaz ou de,liquide, et de résistance à l'oxydation en plus des diverses propriétés que possède le
premier mode de réalisation décrit ci-dessus.
La description concernant la matière carbonée
renforcée par des fibres de carbone, qui est utilisée pour la plaque de base lB, la matière de surface de miroir en verre 2 et la couche de revêtement métallique 3 du second mode de réalisation est la même que celle faite en référence au premier mode de réalisation. En conséquence,
la description de ces parties est omise et seules les
matières particulières au second mode de réalisation seront
décrites.
La matière carbonée renforcée par des fibres de carbone, imprégnée deverre, est formée par introduction de verre dans des espaces formés dans un mat tissé ou entre des fibres de carbone disposées au hasard,dans une enceinte de chauffage, telle qu'un autoclave. Il est préférable que la quantité de verre devant pénétrer dans la matière carbonée en tant que la plaque de base pour l'imprégner représente % en volume, ou davantage, par rapport au volume total de porosité d'une matière carbonée renforcée par des fibres de carbone. Lorsque le taux d'imprégnation par le verre est inférieurs 10% en volume par rapport au volume total de porosité de la matière carbonée, il est difficile d'obtenir une bonne résistance à la pénétration de gaz/liquide pour la plaque de base. En outre, la propriété de résistance &
l'oxydation est médiocre.
Le même type de verre que celui utilisé pour la matière de surface de miroir en verre 2 peut être utilisé comme verre devant réaliser l'imprégnation. Cependant, tout type de verre peut être utilisé pour autant qu'il puisse être utilisé pour la matière de surface de miroir en
verre 2.
L'épaisseur de la matière de surface de miroir en verre 2 qui doit être liée à la plaque de base lB en matière carbonée renforcée par des fibres de carbone, imprégnée de verre, est déterminée pour se situer dans une plage allant de 3,/wm à une valeur au plus égale au tiers de l'épaisseu la plaque de base lB. Lorsque l'épaisseur de la matière de surface de miroir en verre 2 est inférieure à 3 Hm, il est impossible de recouvrir entièrement les saillies formées par les fibres de carbone sur la plaque de base lB, d'o il résulte que l'on ne peut obtenir de poli suffisant de la surface de miroir. Par ailleurs, lorsque l'épaisseur dépasse une valeur égale au tiers de l'épaisseur de la plaque de base lB, le coefficient de dilatation thermique et le coefficient de transfert de chaleur de la matière de surface de miroir en verre 2 affectent de façon défavorable les caractéristiques du miroir en matière carbonée renforcée par des fibres de carbone imprégnée de verre, et les excellentes propriétés thermiques que possède la matière carbonée renforcée par des fibres de carbone imprégnée de verre ne
peuvent pas être obtenues de façon efficace.
Le procédé de liaison de la matière de surface de miroir en verre 2 sur la matière carbonée renforcée par des fibres de carbone imprégnée de verre pour constituer la plaque de base lB, et le procédé d'application de la couche métallique 3 sur la matière de surface de miroir en verre 2, sont mis en oeuvre de la manière que celle décrite avec
référence au premier mode de réalisation.
Dans le second mode de réalisation, étant donné que la matière carbonée renforcée par des fibres de carbone, imprégnée de verre, est utilisée pour la plaque de base, les diverses caractéristiques que possède la matière, sont répercutées sur le miroir ainsi obtenu. De façon spécifique, on peut obtenir un miroir présentant un faible poids, d'excellentes propriétés mécaniques et thermiques, de bonnes propriétés de résistance à la pénétration d'un gaz ou
d'un liquide et propriétés de résistance à l'oxydation.
La présente invention sera maintenant décrite plus en détail avec référence aux Exemples. Cependant, il doit être entendu que la présente invention n'est en aucune
manière limitée par ces Exemples spécifiques.
[Exemple 1]
Des matières carbonées renforcées par des fibres de carbone, présentant des arrangements de fibres de carbone dans des matrices carbonés selon les structures de [0 /O']S, [o/90]8, [0'/ 45'/90']4, [0'/ 60']6, une structure tissée à deux dimensions, et une structure tissée à trois dimensions, ont été préparées respectivement par dépôt en phase gazeuse par procédé chimique. Des fibres de
carbone présentant un diamètre de 7 jm ont été utilisées.
Puis, la graphitisation des matrices carbonées a été conduite à une température se situant dens la plage de 2800'C-3000'C. Le pourcentage en volume des fibres de
carbone dans les matrices carbonées était de 20%-65%.
Ainsi, des plaques de base en matière carbonée renforcée par des fibres de carbone, présentant une masse volumique de
3 3
1,6 g/cm3-1,96 g/cm ont été obtenues. Chaque plaque de base ainsi obtenue a été liée avec du verre de silicate de titane, présentant un coefficient de dilatation thermique de -7 0,5 x 10 7/'C, sous vide, à l'aide d'un procédé de compression à chaud. Sur le verre de silicate de titane lié à chacune des plaques de base, un dépôt en phase
2616 5 5 4
gazeuse d'une couche d'Au, présentant une épaisseur de
2 nm-20 nm (20A-200A), a été effectué à l'aide d'un pro-
cédé de métallisation au vide, pour obtenir ainsi des miroirs
en matière carbonée renforcée par des fibres de carbone.
Pour chacun des miroirs ainsi obtenus, le module d'élasticité,le coefficient de transfert thermique et le coefficient de dilatation thermique ont été mesurés. Le
résultat des mesures est représenté sur les Figures 2 à 4.
A savoir, la Figure 2 représente le module spécifique de la matière carbonée renforcée par des fibres de carbone présentant la structure décrite ci-dessus; la Figure 3 représente le coefficient de transfert thermique des matières; et la Figure 4 représente le coefficient de dilatation thermique ds matières dans la direction
13 perpendiculaire & la surface du miroir.
Comme il ressort à l'évidence des mesures, les miroirs présentent de bonnes propriétés mécaniques et thermiques.
[Exemple 21
Des matières carbonées renforcées par des fibres de carbone présentant des arrangements de fibres de carbone dans des matrices carbonés suivant les structures de [0O/O]8, [0'/90']8, [0'/*45 /90']4, une structure à deux dimensions, et une structure à trois dimensions ont été préparées respectivement par depÈt en phase gazeuse par procédé chimique. Des fibres de carbone présentant un diamètre de 7 pm ont été utilisées. La graphitisation des matrices carbonées a été conduite à une température de 2800'C-3000'C. Le pourcentage en volume des
fibres de carbone dans les matrices carbonées était de 20%-
%. Des matières carbonées renforcées par des fibres de
carbone, présentant une masse volumique de 1,2 g/cm3-
1,65 g/cm3, ont été obtenues. Les matières carbonées renforcées par les fibres de carbone ont été modifiées par de la poudre de verre de borosilicate présentant une dimension lui permettant de passer à travers un tamis de 74.m (200 mesh), ou au-dessous, d'ouverture de maille, dans une capsule de verre de borosilicate. Le verre de borosilicate a- été introduit dans les pores des matières carbonées renforcées par des fibres de carbone, par l'application d'une force de compression de 10 fois la pression atmosphérique, à une température de 1500'C. Puis les matières ont été retirées de la capsule, et l'on a fait suivre par leur découpe pour former des plaques de base de matière carbonée renforcée par des fibres de carbone, imprégnée de verre. Sur chacune des plaques de base, on a fixé sous vide du verre de silicate de titane, présentant un coefficient de dilatation thermique de 0,5 x 10-7 /'C, par un procédé de compression à chaud. En outre, sur le verre de -5 silicate de titane appliqué, on a effectué un dépôt en phase gazeuse d'un film de Au présentant une épaisseur de 2 nm- 20 nm (20A-200A), par un procédé de métallisation au vide, ce qui a permis d'obtenir des miroirs en matière carbonée renforcée par des fibres de carbone, imprégnée de verre. Pour chacun des miroirs ainsi obtenus, le module d'élasticité, le coefficient de transfert thermique et le
coefficient de dilatation thermique ont été mesurés.
L'évaluation des caractéristiques d'absorption d'eau et des propriétés de résistance a l'oxydation a également été conduite. La Figure 6 représente le module spécifique de chacun des miroirs qui ont été préparés à l'aide des plaques de base présentant une épaisseur de 5 mm dans lesquelles 3i les fibres de carbone sont contenues dans une matrice carbonée à raison de 40% en volume - 65% en volume. Du verre de silicate de titane a été fixé sur chacune des plaques de base sur une épaisseur de 0,5 mm, et un film de Au d'une épaisseur de 15 nm (150 A) a été formé sur le verre de silicate de titane par dépôt en phase gazeuse suivant un procédé de métallisation au vide. La figure. 7 représente le coefficient de transfert thermique des miroirs qui ont été obtenus de la même manière que celle décrite avec référence & la Figure 6. La Figure 8 représente le coefficient de dilatation thermique des miroirs qui est mesuré dans la direction perpendiculaire & la surface du miroir. La Figure 9 est un graphique destiné à comparer un miroir comprenant une plaque de base 1 ayant une structure à trois dimensions de fibres de carbone, qui est préparé conformément à la présente invention, avec un miroir préparé de la même manière que ci-dessus, la plaque de base ne contenant pas de verre en son sein, dans des conditions d'absorption d'eau à 60 C et de pression de
vapeur saturée de 80%.
La Figure 10 est un graphique représentant la réduction de poids due & l'oxydation en fonction de l'écoulement du temps, par l'utilisation des mêmes miroirs que ceux utilisés en référence avec la Figure 9, à une température de 600'C Il ressort & l'évidence des.figures que, dans les miroirs de la présente invention, sont répercutées les excellentes caractéristiques que possède la matière carbonée
renforcée par des fibres de carbone, imprégnée de verre.
D'une manière spécifique, ils présentent d'excellentes caractéristiques mécaniques, telles que le module d'elasticité, la résistance, la ténacité à la rupture, des caractéristiques thermiques, telles qu'une faible dilatation thermique,un coefficiei transfert thermique élevé, une résistance élevée à la pénétration de gaz ou de liquide et une résistance à l'oxydation. En outre, la présente invention prose un
miroir de faible poids.
Il est du reste bien entendu que les modes de réalisation ci-dessusdécrits ne sont aucunement limitatifs et peuvent donner lieu à toutes modifications désirables
sans sortir pour cela du cadre de la présente invention.
Claims (22)
1 - Miroir comprenant une matière carbonée renforcée par des fibres de carbone, caractérisé par le fait qu'il comprend une plaque de base (IA) faite d'une matière carbonée renforcée par des fibres de carbone, une matière de surface de miroir en verre (2) liée à une surface de ladite plaque de base (1A), et une couche de revêtement métallique (3), formée sur la surface de ladite matière de
surface de miroir en verre (2).
2 - Miroir selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la matière de surface de miroir en verre (2) présente un coefficient de dilatation thermique se situant
dans la plage allant de 1,5 x 10-/'C à 68 x 10-7/'C.
3 - Miroir selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la matière de surface de miroir en verre (2) est un verre de silicate de titane présentant un faible
coefficient de dilatation thermique.
4 - Miroir selon la revendication 2, caractérisé par le fait que la matière de surface de miroir en verre (2)
est du verre quartzeux.
- Miroir selon la revendication 2, caractérisé par le fait que la matière de surface de miroir en verre (2) est faite d'au moins un verre choisi parmi les verres à teneur élevée en silicate, les verres de borosilicate, les
verres d'aluminosil.cate et leurs mélanges.
6 - Miroir selon la revendication 2, caractérisé par le fait que la plaque de base (1A) est faite d'une matière composite comprenant une matrice carbonée et au moins un sorte de fibres de carbone choisie parmi les fibres de carbone de la série du polyacrylonitrile (PAN), de la
série du brai et de la série de la rayonne.
7 - Miroir selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la plaque de base (1A) présente une orientation des fibres de carbone dans au moins deux
directions dans une matrice carbonée.
16 2616554
8 - Miroir selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la matière carbonée renforcée par des fibres de carbone est formée par tissage de fibres de carbone dans
une structure plane ou une structure à trois dimensions.
9 - Miroir selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la matière carbonée renforcée par des fibres de carbone est formée par application en couches de fibres de carbone, de façon à avoir une disposition dans une orientation de 0'/0', 0'/90', 0'/ 45'/90' ou 0'/ 60' 10 - Miroir selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la matière de surface de miroir en verre (2) est directement liée & la plaque de base (1A) par application d'une force de compression, à une température inférieure à la température de travail du verre, sous vide
ou dans une atmosphère non-oxydante.
11 - Miroir selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la matière de surface de miroir en verre (2) est liée & la plaque de base (1A) avec un adhésif organique
ou minéral.
12 - Miroir selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la couche de revêtement métallique (3) est formée de Au, Al, Mo ou Cu, ou d'un alliage renfermant ce
métal en tant que composant principal.
13 - Miroir selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la couche de revêtement métallique (3) est formée sur la matière de surface de miroir en verre (2), de
façon à présenter une superficie de 50% ou davantage.
14 - Miroir selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la couche de revêtement métallique (3) est
recouverte d'un film protecteur de SiO2, A1203 ou TiO2.
- Miroir selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la plaque de base présente une surface courbe. 16 - Miroir comprenant une matière carbonée renforcée par des fibres de carbone imprégnée de verre caractérisé par le fait qu'il comprend une plaque de base (lB) faite d'une matière carbonée renforcée par des fibres de carbone, imprégnée de verre et une matière de surface de miroir en verre (2), liée à une surface de ladite
plaque de base (lB).
17 - Miroir selon la revendication 16, caractérisé par le fait que la matière de surface de miroir en verre (2) présente un coefficient de dilatation thermique se situant
dans la plagE allant de 1,5 x 10-7 /'C à 68 x 10-7 /C.
18 - Miroir selon la revendication 16, caractérisé par le fait que la matière de surface de miroir en verre (2) est un verre de silicate de titane présentant un faible
coefficient de dilatation thermique.
19 - Miroir selon-la revendication 17, caractérisé par le fait que la matière de surface de miroir en verre (2)
est du verre quartzeux.
- Miroir selon la revendication 17, caractérisé par le fait que la matière de surface de miroir en verre (2) *20 est faite d'au moins un verre choisi parmi les verres à teneur élevée en silicate, les verres de borosilicate, les
verres d'aluminosilicate et leurs mélanges.
21 - Miroir selon la revendication 17, caractérisé par le fait que la plaque de base (lB) est faite d'une matière composite comprenant une matrice carbonée et au moins un sorte de fibres de carbone choisie parmi les fibres de carbone de la série du polyacrylonitrile <PAN), de la
série du brai et de la série de la rayonne.
22 - Miroir selon la revendication 16, caractérisé par le fait que la plaque de base (lB) présente une orientation des fibres de carbone dans au moins deux
directions dans une matrice carbonée.
23 - Miroir selon la revendication 16, caractérisé par le fait que la matière carbonée renforcée par des fibres de carbone est formée par tissage de fibres de carbone dans
une structure plane ou une structure à trois dimensions.
26 1 6 5 5 4
24 - Miroir selon la revendication 16, caractérisé par le fait que la matière carbonée renforcée par des fibres de carbone'est formée par application en couches de fibres de carbone, de façon à avoir une disposition dans une orientation de 0'/0', 0'/90', 0'/ 45'/90' ou 0'/ 60'. - Miroir selon la revendication 16, caractérisé par le fait que la matière de surface de miroir en verre (2) est directement liée à la plaque de base (lB) par application d'une force de compression, & une température inférieure à la température de travail du verre, sous vide
ou dans une atmosphère non-oxydante.
26 - Miroir selon la revendication 16, caractérisé par le fait que la matière de surface de miroir en verre (2) est liée à la plaque de base (lB) avec un adhésif organique
ou minéral.
27 - Miroir selon la revendication 16, caractérisé en ce qu'il comprend une couche de revêtement métallique (3) formée de Au, Al, Mo ou Cu, ou d'un alliage renfermant ce métal en tant que composant principal, cette couche étant formée
sur la surface de ladite matière de surface de miroir en verre (2).
28 - Miroir selon la revendication 27, caractérisé par le fait que la couche de revêtement métallique (3) est formée sur la matière de surface de miroir en verre (2), de façon a présenter une superficie de 50% ou davantage, cette 29 - Miroir selon la revendication 27X28, caractérisé par le fait que la couche de revêtement métallique (3) est
recouverte d'un film protecteur de SiO2, Al 203 ou TiO2.
- Miroir selon la revendication 16, caractérisé par le fait que la plaque de base présente une surface 3courbe. courbe.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13934087A JPS63303301A (ja) | 1987-06-03 | 1987-06-03 | 炭素繊維強化炭素製ミラ− |
| JP18292487A JPS6425101A (en) | 1987-07-22 | 1987-07-22 | Carbon mirror reinforced with carbon fiber impregnated with glass |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR2616554A1 true FR2616554A1 (fr) | 1988-12-16 |
| FR2616554B1 FR2616554B1 (fr) | 1993-06-18 |
Family
ID=26472177
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FR8807449A Expired - Fee Related FR2616554B1 (fr) | 1987-06-03 | 1988-06-03 | Miroir comprenant une matiere carbonee renforcee par des fibres de carbone |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE3819011A1 (fr) |
| FR (1) | FR2616554B1 (fr) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0642040A1 (fr) * | 1993-09-02 | 1995-03-08 | Industrieanlagen-Betriebsgesellschaft M.B.H. | Réflecteur et méthode de fabrication d'un réflecteur |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE9100303U1 (fr) * | 1991-01-11 | 1992-05-07 | Schomburg, Heinrich, Dipl.-Phys. Dr., 4300 Essen, De | |
| US5565052A (en) * | 1992-03-05 | 1996-10-15 | Industrieanlagen-Betriebsgesellschaft Gmbh | Method for the production of a reflector |
| DE4220472C2 (de) * | 1992-03-05 | 2002-08-22 | Industrieanlagen Betriebsges | Verfahren zur Herstellung von Leichtbaureflektoren mittels Silicium-Wafern |
| DE4207009C2 (de) * | 1992-03-05 | 1999-10-21 | Industrieanlagen Betriebsges | Verfahren zur Herstellung eines Reflektors, Reflektor sowie dessen Verwendung |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4554197A (en) * | 1984-06-18 | 1985-11-19 | Corning Glass Works | Fiber reinforced glass/glass-ceramic mirror blanks |
| JPS61170702A (ja) * | 1985-01-25 | 1986-08-01 | Kunio Yoshida | 光学薄膜の製作方法 |
| DE3510664A1 (de) * | 1985-03-23 | 1986-09-25 | Wolfgang 7801 Buchenbach Ernst | Leichtgewichtspiegel |
| US4623228A (en) * | 1984-10-25 | 1986-11-18 | United Technologies Corporation | Composite mirror substrate |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4256378A (en) * | 1979-07-02 | 1981-03-17 | United Technologies Corporation | Graphite-glass composite laser mirror |
| DE3007097C2 (de) * | 1980-02-26 | 1982-05-19 | Messerschmitt-Bölkow-Blohm GmbH, 8000 München | Verfahren zum Herstellen eines Bauteils mit einer hochgenauen Oberfläche |
| DE3107612A1 (de) * | 1981-02-27 | 1982-09-16 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | Laserspiegel, insbesondere laser-polygonspiegel |
| US4451119A (en) * | 1981-04-02 | 1984-05-29 | Eastman Kodak Company | Composite mirror and method of construction |
-
1988
- 1988-06-03 DE DE3819011A patent/DE3819011A1/de active Granted
- 1988-06-03 FR FR8807449A patent/FR2616554B1/fr not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4554197A (en) * | 1984-06-18 | 1985-11-19 | Corning Glass Works | Fiber reinforced glass/glass-ceramic mirror blanks |
| US4623228A (en) * | 1984-10-25 | 1986-11-18 | United Technologies Corporation | Composite mirror substrate |
| JPS61170702A (ja) * | 1985-01-25 | 1986-08-01 | Kunio Yoshida | 光学薄膜の製作方法 |
| DE3510664A1 (de) * | 1985-03-23 | 1986-09-25 | Wolfgang 7801 Buchenbach Ernst | Leichtgewichtspiegel |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| PATENT ABSTRACTS OF JAPAN, vol. 10, no. 380 (P-528)[2437], 19 décembre 1986; & JP-A-61 170 702 (KURIO YOSHIDA) 01-08-1986 * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0642040A1 (fr) * | 1993-09-02 | 1995-03-08 | Industrieanlagen-Betriebsgesellschaft M.B.H. | Réflecteur et méthode de fabrication d'un réflecteur |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR2616554B1 (fr) | 1993-06-18 |
| DE3819011A1 (de) | 1988-12-22 |
| DE3819011C2 (fr) | 1992-10-08 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP1651435B1 (fr) | Structure composite thermostructurale a gradient de composition et son procede de fabrication | |
| US5565052A (en) | Method for the production of a reflector | |
| EP0359614B1 (fr) | Matériau composite à fibres de renforcement en carbone et son procédé de fabrication | |
| JP4115521B2 (ja) | 被覆の方法、セラミック−金属構造物の製造方法、接着方法、及びそれらにより形成された構造物 | |
| EP0172082A1 (fr) | Procédé de fabrication d'un matériau composite à renfort fibreux réfractaire et matrice céramique, et structure telle qu'obtenue par ce procédé | |
| KR20030059307A (ko) | 연마 다이아몬드 복합체 및 이의 제조 방법 | |
| EP2785665A1 (fr) | Procede de fabrication de piece en materiau cmc | |
| EP2356085A1 (fr) | Procede pour le lissage de la surface d'une piece en materiau cmc | |
| JPH05170538A (ja) | コ―トされた強化繊維を有する炭化ケイ素複合材料及びその製造方法 | |
| US4398659A (en) | Metal-composite bonding | |
| EP0482994B1 (fr) | Pièce en matériau composite carboné, protégée contre l'oxydation et son procédé de fabrication | |
| JPH0348157B2 (fr) | ||
| CA2919590A1 (fr) | Procede de fabrication de pieces en materiau composite par impregnation a basse temperature de fusion | |
| CA2172920A1 (fr) | Procede d'elaboration d'une structure allegee en sic, du type sandwich a ame en nid d'abeilles et structure ainsi obtenue | |
| EP0105890B1 (fr) | Procede de fabrication de materiaux composites comportant une matrice en un alliage leger, et produits obtenus par ce procede | |
| FR2625191A1 (fr) | Article composite a matrice de silice armee de fibres de graphite | |
| FR2616554A1 (fr) | Miroir comprenant une matiere carbonee renforcee par des fibres de carbone | |
| EP0796829B1 (fr) | Procédé de fabrication d'un panneau du type nid d'abeille en composite carbone/carbone ou carbone/céramique et structures constituées à partir d'un tel panneau | |
| US4451118A (en) | Composite laser mirror | |
| EP1888813B1 (fr) | Procede de densification rapide d'un substrat fibreux poreux par formation d'un depot solide au sein de la porosite du substrat | |
| EP0467806B1 (fr) | Support poreux de membrane filtrante en composite carbone-carbone à substrat en mat de fibres de carbone et son procédé de fabrication | |
| FR2625793A1 (fr) | Bloc d'isolation thermique | |
| RU2403595C2 (ru) | Зеркало и способ его изготовления | |
| CH691729A5 (fr) | Matériau pour outil, outil constitué de celui-ci | |
| JP3600642B2 (ja) | 反射体及びその製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| ST | Notification of lapse |