研究了轻型碳化硅质反射镜坯体制造技术,讨论了制备工艺中的关键环节。提出了一种先进的消失模技术用于制备性能更加优异的背部半封闭式轻量化结构。针对制备大尺寸复杂形状陶瓷的难点,研究了SiC陶瓷素坯凝胶注模成型及成型过程中高固相含量低黏度SiC浆料的配置、浆料固化时间控制及大尺寸复杂形状SiC湿坯的液体干燥工艺等。测试分析了坯体烧结过程中素坯的热失重与差热曲线,制定了最佳的烧结工艺。通过对以上关键技术的研究,制备得到了不同形状与轻量化结构形式的单块轻型SiC坯体,最大尺寸为1 100mm×820mm。

为了探索研究大口径轻量化SiC主镜的可行性，对比分析了各种主镜轻量化形式的优缺点，确定了主镜的支撑方式；然后，从理论上计算了轻量化镜体结构参数，设计了采用夹心三明治结构扇形轻量化孔形式的1．23m SiC轻量化主镜。利用有限元方法分析了轻量化主镜在浮动支撑下的自重变形，两种工况下的面形分别为：PV=9．43nm，RMS=2．5nm；PV=16．7nm，RMS=3．2nm。分析结果表明，镜体的自重变形影响较小，可以满足要求。而由于SiC的热膨胀系数较大，热变形影响较大，在稳态温度场下，温度每相差1℃，镜面面形变化约为PV=40nm，RMs=4．8nm，说明为了达到了设计要求，必须对镜体采取热控措施。

从理论上计算了空间遥感相机常用的四种镜体材料-ULE、Zerodur、铍（Be）和碳化硅（SiC）的结构参数。根据计算结果比较了这几种材料的性能，最后比较了两种轻型反射镜结构-对称夹心结构和底面开口结构。理论计算表明：SiC是较优异的空间用反射镜材料，对称夹心结构是较理想的镜体结构。根据理论计算所得结构参数并结合实际制作了直径为500mm的对称夹心结构碳化硅质轻型镜体。

利用凝胶注模（gel—casting）成型工艺制备了中620mm和700mm×300mm的碳化硅（SiC）轻型反射镜素坯，经过脱模、干燥、脱脂和反应烧结等工艺，制备了反应烧结SiC（RB-SiC）镜体。镜体经过加工和测试，结果表明：制备的RB-SiC内部结构均匀致密；力学性能和热学性能优异，抗弯强度、断裂韧性和热膨胀系数分别达到了350MPa,4.1MPa·m1/2和2．67×10^-6／K；镜体经抛光后的表面粗糙度RMS值可优于3m，适合用于制备空间用大尺寸轻型反射镜。

制备了自聚焦透镜的基础玻璃,对其透过率进行了测试,并对由这种玻璃制成的梯度折射率(GRIN)棒的折射率分布进行了分析.结果表明,基础玻璃在可见和近红外波段的透过率大于89%;GRIN棒内部的折射率分布接近理想分布.