中國粉體網訊 近日，為了實現世界首例搭載大型輕量化堇青石鏡的反射望遠鏡，并開發紅外天文觀測設備中的陶瓷反射光學系統，“京都產業大學”、“京瓷株式會社”和“PhotoCross株式會社”三方決定簽訂全面合作協議。
據了解，京都產業大學于2010年設立了神山天文臺，該校與各企業相互合作，在紅外天文學設備開發方面，通過高靈敏度近紅外高分辨率光譜儀“WINERED”進行觀測研究，領先世界，目前仍在開發可搭載于超小型衛星等的小型、輕量化紅外高分辨率光譜儀等。
京都產業大學擁有的荒木望遠鏡
此次合作，計劃將安裝在神山天文臺的私立大學最大望遠鏡（荒木望遠鏡）的集光鏡從現有的玻璃鏡升級為輕量化陶瓷鏡。京瓷負責使用其開發的堇青石材料制造的大型非球面凹面鏡（以及小型凸面鏡），該材料在環境溫度變化下幾乎不會發生形狀變形。光學設備制造商PhotoCross負責鏡面形狀的精密檢測和測量以及集光鏡的保持機制的開發。
堇青石：“老”陶瓷的華麗轉身
堇青石陶瓷是常見的低熱膨脹陶瓷之一，國外研究人員于100多年前便開始了對堇青石的研發工作，并于19世紀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低、介電常數低、化學穩定性好、抗氧化性能好、抗熱震性能好等優良特性而被廣泛用作耐火材料、催化劑載體、微波通訊介質材料等。
隨著半導體行業的發展，堇青石陶瓷在高端制造領域的應用(高端半導體設備用結構件等)開始嶄露頭角。在滿足剛度條件的基礎上，選擇堇青石材料作為光刻機平臺基板材料，所需的質量遠遠小于微晶玻璃和石英玻璃材料作為平臺結構材料，從而實現輕量化需求，作為一種新型的半導體光刻機平臺材料具有良好的應用前景，尤其是在作為EUV光刻機移動平臺材料時，不會因EUV射線的影響而發生變形。
與此同時，為了通過光通信將數據從衛星傳輸到特定地面站，需要使用光學鏡將光線調整到最佳角度，傳統的金屬或玻璃鏡無法再嚴酷宇宙環境中保持長期穩定的尺寸精度，堇青石因突出的熱穩定性（溫度變化時尺寸變化極小）、抗熱震性（能經受住快速的溫度變化而不容易開裂）以及機械性能（比低熱膨脹玻璃高1.5至2倍）的特性走到了衛星空間通信應用部件的舞臺中央。
三方合作，加速開發進程
安裝在下一代的地面大型望遠鏡（口徑30米以上）和太空望遠鏡搭載的紅外觀測設備，需要在大幅溫度變化的環境下仍能保持穩定且極高精度的光學系統。目前，神山天文臺正與PhotoCross合作，使用京瓷的精細堇青石材料開發下一代紅外高分辨率光譜儀作為反射光學系統，并通過此次協議，加速開發進程，同時致力于相關領域的人才培養。
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際空間站 (ISS) 與地球上的移動光學站之間進行光通信的實驗設備，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、高機械強度和高剛性、長期尺寸穩定性、耐輻射性的特點，即使在太空中也能實現穩定的光通信。與CTE玻璃材料相比，采用具有高剛性的細長肋狀結構設計的堇青石重量減少70%，且有良好的可加工性。
未來，神山天文臺將通過本協議的合作，協助企業進行技能重塑和技術開發驗證。同時，各企業將協助本校的學生教育，三方共同致力于人才培養的發展。
來源：京瓷官網、中國粉體網
（中國粉體網編輯整理/空青）
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