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沥青基碳纤维用于太空望远镜项目 |
由法国替代能源和原子能委员会(French Alternative Energies and Atomic Energy Commission,CAE)牵头成立联盟来开发细孔径光收集器(Thin Aperture Light Collector,TALC)-太空望远镜项目。该联盟包括NTPT公司、Multiplast公司、法国复材组件专家和许多顶尖的学术机构。他们将一起开发一种全新的太空望远镜,具有显著提高的灵敏度和分辨率。
其中,瑞士NTPT公司(North Thin Ply Technology)是全球领先的薄层轻质预浸料的主要供应商,NTPT作为复合材料技术合作伙伴被召集加入该联盟。
天文学家能否探测到更小更模糊的对象,最终受限于望远镜反射器的大小以及现有的技术。为了开发直径20米的巨型环形反射器,TALC项目团队提出了一个革命性的反射器设计以及一种创新性的叠加技术。该反射器的大小是在现有运载火箭的有效载荷整流罩的最大尺寸之内。
团队核心成员Gilles Durand和Marc Sauvag在法国比亚里茨举办的空间光学国际会议上展示了他们的最新进展。
TALC团队首先制备了一个1/5比例的模型,重36kg,直径4m。TALC包含24个模块,每个模块厚度15cm,总重10kg/m2,由大孔径的Nomex蜂窝芯材(一种芳纶蜂窝)和复合材料蒙皮组成三明治结构,而复合材料蒙皮本身又是由小孔径的的蜂窝(孔径3mm,厚10mm)和碳纤维复合材料组成的三明治结构。上下蒙皮的碳纤维复合材料是由70层超薄单向预浸片材(25g/m2)以15度角铺层得到厚层碳纤维复合材料。
超薄单向碳纤维复合材料预浸片材由瑞士NTPT公司提供,使用的增强碳纤维为沥青基碳纤维,树脂为氰酸酯树脂,该材料具有较低的固化温度以及较高的玻璃化转变温度Tg。最关键的是,该材料中使用的沥青基碳纤维能为复合组件成品提供极好的尺寸稳定性和热导率,这两者是生产用于太空环境望远镜反射镜必须要考虑的至关重要的参数。
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