JP2005037709A - 反射鏡およびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 C/C複合材料を用いて形成されたC/C複合材料基材2と、3ppm/K以下の熱膨張率を有し、C/C複合材料基材2の表面に密着するガラス膜1とを備えた反射鏡であり、C/C複合材料を用いてC/C複合材料基材2を作成し、3ppm/K以下の熱膨張率を有する粉末状のガラス材料をC/C複合材料基材2の表面に塗布し、ガラス材料を塗布したC/C複合材料基材2を加熱することによりガラス材料を溶融させてガラス膜を形成し、ガラス膜を研磨して反射鏡面を作成することによって製造する。
【選択図】 図1
Description
図1はこの発明による反射鏡の断面図である。図に示すように、反射鏡はガラス膜1、C/C複合材料基材2、金属コーティング3を備える。この発明では、C/C複合材料基材上にガラス膜を形成し、このガラス膜を研磨することによって必要な表面粗度Raを有する反射鏡を製造する。ガラス膜は研磨加工が容易であるため、砥粒を用いる従来の研磨法を採用できる。すなわち、所望の曲率を有する皿状の研磨板を被研磨体に押し当て、砥粒を含む研磨液を流しかけながら回転させることによって研磨する方法である。また、金属コーティング3は反射鏡として使用するために最終的に蒸着されるアルミニウム等である。この発明では、ガラス膜1とC/C複合材料基材2とから形成される反射鏡について説明する。
まず、所望の鏡面形状を有するC/C複合材料基材を以下の手順で作成する。すなわち、200g/m2のPAN(ポリアクリロニトリル)系炭素繊維の織物を等方になるように16ply程度積層し、フェノール樹脂を40重量%程度含浸させる(ステップST100)。PAN系炭素繊維としては、例えば東レ株式会社製T300材料を使用し、フェノール樹脂としては、例えば大日本インキ社製フェノライトを使用する。続いて、フェノール樹脂を含浸させたPAN系炭素繊維を成形型を用いて球面状に160℃で2時間加熱成形し、球面状のCFRP(Carbon Fiber Reinforced Plastic:炭素繊維強化プラスチック)基材を得る(ステップST101)。このCFRP基材を還元性雰囲気下において約700℃で1時間焼成し、母材樹脂を炭化させる(ステップST102)。
以上の手順によって、目的の形状からのずれが約5μmの形状精度で、かつ表面粗度Raが約3nmの反射鏡を得ることができた。
また、例えばソーダ石灰ガラス(熱膨張係数:8ppm/K)のように、熱膨張係数が3ppm/K以上のガラス材料の場合は、金属よりも熱膨張係数が小さくても、破断歪みが金属よりも小さいために冷却時にクラックが生じるという問題がある。したがって、熱膨張係数が3ppm/K以下のガラス材料を使用することが望ましい。
この実施の形態2は、実施の形態1で説明した図2の反射鏡製造手順のステップST105とステップST106の処理の間に表面粗し処理を加えたものである。以下、この実施の形態2による反射鏡の製造方法を説明する。
以上の手順によって、目的の形状からのずれが約5μmの形状精度で、かつ表面粗度Raが約3nmの反射鏡を得ることができた。
この実施の形態3は、実施の形態2で説明した表面粗し処理とは異なる方法によって表面を粗くするものである。以下、この実施の形態3による反射鏡の製造方法を説明する。
以上の手順によって、目的の形状からのずれが約5μmの形状精度で、かつ表面粗度Raが約3nmの反射鏡を得ることができた。
この実施の形態4は、実施の形態1で説明した図2の反射鏡製造手順のステップST105とステップST106の処理の間にガラス強化処理を加えたものである。以下、この実施の形態4による反射鏡の製造方法を説明する。
以上の手順によって、目的の形状からずれが約5μmの形状精度で、かつ表面粗度Raが約30nmの反射鏡を得ることができた。
この実施の形態5では、上記の実施の形態1から実施の形態4で用いたガラス粉末の別の例として、ULE(Ultra Low Expansion:超低熱膨張)ガラス粉末を使用する。以下、この実施の形態5による反射鏡の製造方法を説明する。
以上の手順によって、目的の形状からのずれが約5μmの形状精度で、かつ表面粗度Raが約3nmの反射鏡を得ることができた。
この実施の形態6では、上記の実施の形態1から実施の形態4で用いたガラス粉末の別の例として、繊維強化ガラス(FRG:Fiber Reinforced Glass)を使用する。以下、この実施の形態6の反射鏡の製造方法を説明する。
以上の手順によって、目的の形状からのずれが約5μmの形状精度で、かつ表面粗度Raが約30nmの反射鏡を得ることができた。
Claims (7)
- 炭素繊維強化炭素複合材料を用いて形成された炭素繊維強化炭素基材と、
3ppm/K以下の熱膨張率を有し、前記炭素繊維強化炭素基材の表面に密着するガラス膜とを備えた反射鏡。 - ガラス膜の材料が、ホウ珪酸ガラス材料または繊維強化ガラス材料であることを特徴とする請求項1記載の反射鏡。
- 炭素繊維強化炭素複合材料を用いて炭素繊維強化炭素基材を作成するステップと、
3ppm/K以下の熱膨張率を有する粉末状のガラス材料を前記炭素繊維強化炭素基材の表面に塗布するステップと、
前記ガラス材料を塗布した炭素繊維強化炭素基材を加熱することにより前記ガラス材料を溶融させ、ガラス膜を形成するステップと、
前記ガラス膜を研磨して反射鏡面を作成するステップとを備えた反射鏡製造方法。 - 炭素繊維強化炭素基材を作成した後、当該炭素繊維強化炭素基材の表面を粗くし、粗くした前記炭素繊維強化炭素基材の表面にガラス材料を塗布することを特徴とする請求項3記載の反射鏡製造方法。
- 炭素繊維強化炭素基材を酸化雰囲気下において600℃から1000℃で加熱することによって当該炭素繊維強化炭素基材の表面を粗くすることを特徴とする請求項3記載の反射鏡製造方法。
- 炭素繊維強化炭素基材を作成した後、当該炭素繊維強化炭素基材の表面にガラス強化用繊維材料を配置し、配置したガラス強化用繊維材料の上にガラス材料を塗布することを特徴とする請求項3記載の反射鏡製造方法。
- ガラス材料が、ホウ珪酸ガラス材料または繊維強化ガラス材料であることを特徴とする請求項3から請求項6のうちのいずれか1項記載の反射鏡製造方法。
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