行业标准项目建议书
建议项目名称
(中文)
反射镜用超低膨胀微晶玻璃
建议项目名称
(英文)
The ultra-low expansion Glass ceramics for reflector
制定或修订
■制定 □修订
被修订标准号
采用程度
□IDT □MOD □NEQ
采标号
国际标准名称
(中文)
国际标准名称
(英文)
采用快速程序
□FTP
快速程序代码
□B □C
ICS分类号
81.040.30
中国标准分类号
Q37
牵头单位
北京中材人工晶体研究院有限公司
体系编号
1-05.6.2
参与单位
中国建筑材料科学研究总院有限公司
完成周期(月)
24
目的、意义
或必要性

反射镜作为目标和接收器之间控制光束方向的光学装置已广泛应用于天文望远镜、空间相机、激光通讯、激光测量、高能激光、精密机械、图像稳定系统、激光导航和激光武器等我国国民经济、重大工程和国防领域系统中。超低膨胀微晶玻璃具有接近于零的热膨胀系数、优异的机械强度,长期使用的尺寸稳定性、化学稳定性和相对廉价等优良性质,因此微晶玻璃反射镜是性价比最高的一类反射镜,已逐渐发展成为反射镜的主流,也是我国反射镜技术发展的趋势。在国防装备和民用光学制造领域对超低膨胀微晶玻璃的需求日益迫切,需求量逐渐增大。但该材料技术门槛高,核心技术掌握在少数几个国家手中,由于该材料涉及军事领域,有材料受制于人的风险。我国急需发展超低膨胀微晶玻璃生产技术,提升产品生产规模和产品质量,实现关键材料国产化,服务于国家高端装备、重大工程和国防装备。并能节约外汇,提升公司经济效益。

长期以来,国内不能提供超低膨胀微晶玻璃特别是大尺寸产品,所以国外厂家垄断了国内市场。目前,就超低膨胀微晶玻璃而言,国外主要竞争者是德国肖特公司,该公司是全球光学玻璃最为著名的制造厂商。德国肖特公司生产的ZERODUR微晶玻璃代表了Li2O-Al2O3-SiO2系统超低膨胀微晶玻璃的发展现状,该公司建立了大型熔炉,采用较为先进的漏料成型技术进行微晶玻璃的成型,所以规模大,年产量达到800吨,而且产品尺寸大(微晶玻璃的直径最大达到8米)、产品性能优异。目前该公司基本上占据了世界超低膨胀微晶玻璃60%以上的市场,在中国占据了8090%的市场份额。德国肖特公司的优势是产业规模大,设备先进,并且由于生产经营多年,在世界范围内具有较高声誉。但其劣势是产品售价高,而且路途远,交货周期长,同国内客户的沟通比较困难。据用户反映,正是由于国外厂家的垄断,所以用户无论在产品外形和尺寸的选择,性能的改进等方面存在很多沟通问题,且因为限运无法保证产品的供给。因此国内用户迫切希望这种光学材料国产化。

在我国生产超低膨胀微晶玻璃,目前我们能做到的最大尺寸是1米口径,相对于德国肖特公司而言,我们的产业规模小,产品尺寸小,但与国外竞争对手相比,我们具有成本优势、本土优势和用户的沟通优势。我们的产品成本相对较低,售价大约为1500/公斤,而肖特的产品价格在2000/公斤以上,就价格而言用户也更容易接受我们的产品。在863滚动支持项目高精度激光陀螺材料及加工技术的研究的支持下,我公司通过配方和工艺的优化,研制的高透过超低膨胀微晶玻璃,主晶相β-石英固溶体的晶粒尺寸达到30nm;光学透过率达到了90%;应力双折射达到2nm/cm以下,满足了高性能反射镜的需要。目前我们生产的超低膨胀微晶玻璃,满足了空间相机、平行光管、经纬仪、激光测距仪等使用要求,已被航空613所、中科院长春光机所等单位采用制作高稳定反射镜,应用于系统中。我们已与国内主要用户建立了较好的合作关系,生产的超低膨胀微晶玻璃材料已经得到用户认可,实现了小批量商品销售,并且还可以和用户经常沟通,建立良好的供销关系。以上这些优势,是国外竞争对手无法比拟的。

目前国内尚未制定微晶玻璃反射镜相关标准,制定本规范首先可以对进口材料提供检验标准;其次,为国内规模化生产奠定基础;第三,为改进产品质量,提高安全性、通用性和可靠性提供保障;第四,促进国内反射镜材料的研制和发展,打破国外垄断局面。

范围和主要
技术内容

本规范规定了反射镜用超低膨胀微晶玻璃的技术要求、性能指标、质量保证规定、交货准备等。适用于反射镜用超低膨胀微晶玻璃。

主要技术指标包含

外观尺寸;

线热膨胀系数:0℃~50℃范围内,微晶玻璃的热膨胀系数不大于0±0.10×10-6/℃;

气泡:25px3微晶玻璃中允许0.03 mm2气泡投影面积的气泡不多于1个;

应力双折射:微晶玻璃的应力双折射小于12nm/cm

硬度:微晶玻璃的努普硬度不低于5.60GPa

光谱透射比:在光谱范围600nm2000nm内,样品厚度为5mm时,微晶玻璃的透过率不低于85%

密度:微晶玻璃的密度不大于2.52±0.01g/cm3

抗弯强度:微晶玻璃的弯曲强度不小于150MPa

弹性模量:微晶玻璃的弹性模量不低于90GPa

导热率20℃激光闪射法测量,微晶玻璃的导热率不低于1.2W/m·K)。

国内外情况
简要说明
  1. 国内外对该技术研究情况简要说明:国内外对该技术研究的情况、进程及未来的发展;该技术是否相对稳定,如果不是的话,预计一下技术未来稳定的时间,提出的标准项目是否可作为未来技术发展的基础;

    反射镜的发展经历了从早期的金属反射镜,到随后的光学玻璃(如K9玻璃、石英玻璃等)反射镜,再到目前的超低膨胀微晶玻璃和碳化硅反射镜。其中,超低膨胀微晶玻璃具有接近于零的热膨胀系数、优异的机械强度,长期使用的尺寸稳定性、化学稳定性和相对廉价等优良性质,因此微晶玻璃反射镜是性价比最高的一类反射镜,已发展成为反射镜的主流,也是我国反射镜技术发展的趋势。

  2. 项目与国际标准或国外先进标准采用程度的考虑:该标准项目是否有对应的国际标准或国外先进标准,标准制定过程中如何考虑采用的问题;

    国外生产超低膨胀微晶玻璃的公司,如德国肖特公司,一般是根据超低膨胀微晶玻璃在0℃~50℃的热膨胀系数,将其分为数个等级而建立企业标准。

  3. 与国内相关标准间的关系:该标准项目是否有相关的国家或行业标准,该标准项目与这些标准是什么关系,该标准项目在标准体系中的位置;

    目前,国内从事超低膨胀微晶玻璃生产的单位很少,除我公司外,上海新沪玻璃厂也从事天文望远镜用低膨胀微晶玻璃的生产,但上海新沪玻璃厂已经倒闭。成都光明光电有限公司也进行超低膨胀微晶玻璃的研究开发,这三家企业都没有建立相关标准。

  4. 指出是否发现有知识产权的问题

未发现相关知识产权问题。

备注
 
牵头单位
(签字、盖公章)
月 日
标准化技术组织
(签字、盖公章)
月 日
部委托机构
(签字、盖公章)
月 日
[注1] 填写制定或修订项目中,若选择修订必须填写被修订标准号;
[注2] 选择采用国际标准,必须填写采标号及采用程度;
[注3] 选择采用快速程序,必须填写快速程序代码;
[注4] 体系编号是指在各行业(领域)技术标准体系建设方案中的体系编号。
文件说明
12-1《反射镜用超低膨胀微晶玻璃》标准项目建议书.docx (22.48KB)任务书(建议书)