随着碳纤维复合材料技术层面的不断提高，其在高精密仪器设备中的应用也越来越广泛，在精密机械设备的轻量化、高效能化发展过程中发挥出越来越重要的作用。
      用于航天光学遮光镜的镜筒是相机的主要承载力部件，它必须具备足够的刚度和良好的尺寸稳定性，不仅要配合满足高分辨率、长焦距、大视场等空间遥感技术对相机提出的种种要求，更要能经受卫星发射时产生的震动、过载冲击和噪声等恶劣环境的考验，才能为卫星在轨运行提供稳定可靠的服务。

     相对于刚度较高的铝合金、镁合金等材料，碳纤维复合材料除了典型的质量轻、刚度大等特点外，其用于光学镜筒的主要优势还在于能有效利用材料的可设计性对结构进行优化设计，在结构需要的主方向上增加刚度、控制热膨胀系数等，其中，热膨胀因素对于光学镜筒的影响很大。

      在设计镜头的机械结构时，为提高镜头的成像质量，限制杂光进入成像空间，通常在镜筒内设置消除杂光的光阑，光阑之间的间距是经过复杂的计算得出的。航天光学遥感器所处的环境条件比较复杂，如因温度变化大使得光阑发生变化，将会影响光学遥感器成像质量。因此在航天光学遥感器设计中，结构件线膨胀系数匹配是必须考虑的关键问题。

      与金属材料相比，碳纤维沿纤维方向的热膨胀系数极小，碳纤维复合材料可在主方向上热膨胀系数在-1×10-6℃-4×10-6℃之间进行设计。因此，在结构设计时，可以根据环境条件所需要的线膨胀系数来设计复合材料铺层，充分发挥复合材料各向异性的特点，达到预期的材料线膨胀系数要求。

      采用碳纤维复合材料制作光学镜筒的另一原因是碳纤维复合材料的成型工艺更为适宜，可以实现一体成型。一般的光学结构都相当复杂，如果采用金属结构要通过大量的机械加工才能成型，而光学结构加工到一定尺寸后会出现变形，这种变形往往会给结构带来很严重的问题。

      与铝合金材质的遮光镜筒相比较，二者差异明显。以一款碳纤维光学镜筒与原有的同型号铝合金镜筒作比较，首先是重量得到了减轻，整个镜筒部分长达690mm，采用碳纤维复合材料的镜筒重8.9kg，采用铝合金材料的镜筒重达13.8kg，在尺寸相同的条件下，重量减少了35％；其次，碳纤维复合材料镜筒更容易实现超薄的壁厚，该款碳纤维复合材料镜筒壁厚仅有3.5mm，而要达到同等刚度的铝合金镜筒壁厚达7mm；该款碳纤维复合材料镜筒采用一体成型工艺制成，加工工艺性好，而作为铝合金镜筒因为薄壁的缘故，机械加工反而比较难操作。虽然从成本价格的角度说，碳纤维复合材料镜筒的成本偏高，但是无论是制作周期还是综合特性，其都远远优于铝合金镜筒。

       经验测，这款遮光镜筒在光轴方向上的线膨胀系数为0.55×10-6-1.00×10-6℃，径向线膨胀系数为3.35×10-6-5.61×10-6℃，完全满足设计要求。将安装有遮光镜筒的航天光学遥感器固定在振动台上，按空间环境实验条件进行了X、Y、Z三个方向的鉴定级正弦扫描和随机振动实验，发现遮光镜筒承受的最大瞬态过载加速度为42.9g，振动频率最大达到71.2Hz，振前振后遮光镜筒的固有频率最大漂移小于2％。镜筒在尺寸精度上达到了设计要求，镜筒的性能也能充分满足空间环境的特殊需求。

      简言之，碳纤维复合材料作为一种新兴的结构材料，它的优异性能可以提高航天光学遥感器的结构效率及尺寸稳定性，采用碳纤维复合材料制作镜筒已是航天光学遥感器减轻仪器结构重量的有效途径之一。

 
      从民用方向看，碳纤维复合材料也非常适用于制作天文望远镜、光学类仪器设备的镜筒材料，我们无锡鼎点娱乐注册科技有限公司专业提供各种镜筒用碳纤维管，壁厚、长度、直径均可来图定制。

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