中國(guó)粉體網(wǎng)訊  近日，為了實(shí)現(xiàn)世界首例搭載大型輕量化堇青石鏡的反射望遠(yuǎn)鏡，并開發(fā)紅外天文觀測(cè)設(shè)備中的陶瓷反射光學(xué)系統(tǒng)，“京都產(chǎn)業(yè)大學(xué)”、“京瓷株式會(huì)社”和“PhotoCross株式會(huì)社”三方?jīng)Q定簽訂全面合作協(xié)議。

據(jù)了解，京都產(chǎn)業(yè)大學(xué)于2010年設(shè)立了神山天文臺(tái)，該校與各企業(yè)相互合作，在紅外天文學(xué)設(shè)備開發(fā)方面，通過(guò)高靈敏度近紅外高分辨率光譜儀“WINERED”進(jìn)行觀測(cè)研究，領(lǐng)先世界，目前仍在開發(fā)可搭載于超小型衛(wèi)星等的小型、輕量化紅外高分辨率光譜儀等。

京都產(chǎn)業(yè)大學(xué)擁有的荒木望遠(yuǎn)鏡

此次合作，計(jì)劃將安裝在神山天文臺(tái)的私立大學(xué)最大望遠(yuǎn)鏡（荒木望遠(yuǎn)鏡）的集光鏡從現(xiàn)有的玻璃鏡升級(jí)為輕量化陶瓷鏡。京瓷負(fù)責(zé)使用其開發(fā)的堇青石材料制造的大型非球面凹面鏡（以及小型凸面鏡），該材料在環(huán)境溫度變化下幾乎不會(huì)發(fā)生形狀變形。光學(xué)設(shè)備制造商PhotoCross負(fù)責(zé)鏡面形狀的精密檢測(cè)和測(cè)量以及集光鏡的保持機(jī)制的開發(fā)。

堇青石：“老”陶瓷的華麗轉(zhuǎn)身

堇青石陶瓷是常見的低熱膨脹陶瓷之一，國(guó)外研究人員于100多年前便開始了對(duì)堇青石的研發(fā)工作，并于19世紀(jì)80年代首次合成，被命名為堇青石。堇青石陶瓷由于具有熱膨脹系數(shù)低、介電常數(shù)低、化學(xué)穩(wěn)定性好、抗氧化性能好、抗熱震性能好等優(yōu)良特性而被廣泛用作耐火材料、催化劑載體、微波通訊介質(zhì)材料等。

隨著半導(dǎo)體行業(yè)的發(fā)展，堇青石陶瓷在高端制造領(lǐng)域的應(yīng)用(高端半導(dǎo)體設(shè)備用結(jié)構(gòu)件等)開始嶄露頭角。在滿足剛度條件的基礎(chǔ)上，選擇堇青石材料作為光刻機(jī)平臺(tái)基板材料，所需的質(zhì)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于微晶玻璃和石英玻璃材料作為平臺(tái)結(jié)構(gòu)材料，從而實(shí)現(xiàn)輕量化需求，作為一種新型的半導(dǎo)體光刻機(jī)平臺(tái)材料具有良好的應(yīng)用前景，尤其是在作為EUV光刻機(jī)移動(dòng)平臺(tái)材料時(shí)，不會(huì)因EUV射線的影響而發(fā)生變形。

與此同時(shí)，為了通過(guò)光通信將數(shù)據(jù)從衛(wèi)星傳輸?shù)教囟ǖ孛嬲�，需要使用光學(xué)鏡將光線調(diào)整到最佳角度，傳統(tǒng)的金屬或玻璃鏡無(wú)法再嚴(yán)酷宇宙環(huán)境中保持長(zhǎng)期穩(wěn)定的尺寸精度，堇青石因突出的熱穩(wěn)定性（溫度變化時(shí)尺寸變化極小）、抗熱震性（能經(jīng)受住快速的溫度變化而不容易開裂）以及機(jī)械性能（比低熱膨脹玻璃高1.5至2倍）的特性走到了衛(wèi)星空間通信應(yīng)用部件的舞臺(tái)中央。

三方合作，加速開發(fā)進(jìn)程

安裝在下一代的地面大型望遠(yuǎn)鏡（口徑30米以上）和太空望遠(yuǎn)鏡搭載的紅外觀測(cè)設(shè)備，需要在大幅溫度變化的環(huán)境下仍能保持穩(wěn)定且極高精度的光學(xué)系統(tǒng)。目前，神山天文臺(tái)正與PhotoCross合作，使用京瓷的精細(xì)堇青石材料開發(fā)下一代紅外高分辨率光譜儀作為反射光學(xué)系統(tǒng)，并通過(guò)此次協(xié)議，加速開發(fā)進(jìn)程，同時(shí)致力于相關(guān)領(lǐng)域的人才培養(yǎng)。

京瓷堇青石主鏡

在此之前，京瓷公司的“精密堇青石”陶瓷鏡已被選用于國(guó)際空間站 (ISS) 與地球上的移動(dòng)光學(xué)站之間進(jìn)行光通信的實(shí)驗(yàn)設(shè)備，這是堇青石首次用于此類用途。

京瓷的精密堇青石陶瓷鏡具有低熱膨脹、高機(jī)械強(qiáng)度和高剛性、長(zhǎng)期尺寸穩(wěn)定性、耐輻射性的特點(diǎn)，即使在太空中也能實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的光通信。與CTE玻璃材料相比，采用具有高剛性的細(xì)長(zhǎng)肋狀結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的堇青石重量減少70%，且有良好的可加工性。

未來(lái)，神山天文臺(tái)將通過(guò)本協(xié)議的合作，協(xié)助企業(yè)進(jìn)行技能重塑和技術(shù)開發(fā)驗(yàn)證。同時(shí)，各企業(yè)將協(xié)助本校的學(xué)生教育，三方共同致力于人才培養(yǎng)的發(fā)展。

來(lái)源：京瓷官網(wǎng)、中國(guó)粉體網(wǎng)

（中國(guó)粉體網(wǎng)編輯整理/空青）

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