| |
|
|
| 您當前位置：網站首頁--新聞資訊 |
原子權對航天器用材作用的效應
|
1.概述
原子氧的氧化作用對航天器的影響主要有:使結構材料減薄、發生變形、強度下降;使光學材料的光學性能改變，特別是使一些材料的反射率下降，漫反射顯著增加;使熱控塗層的光學性能改變，熱控失效;使活動部件外露部分的潤滑性能變化，影響活動;使一些材料的電學性能改變等。此外，原子氧與材料作用時放出的氣體可能加重附近表麵的汙染，反應時伴生的發光、發熱改變航天器的熱控，或幹擾測控。這些效應將顯著影響航天器的性能和壽命。所以，對低軌道、長壽命航天器表麵用材進行抗原子氧作用的評價、篩選是非常必要的。原子氧的密度並不算高，在200kn、高度，其數密度為2.7*109cm-3。但由於航天器在軌高速飛行，典型的飛行速度為8km/s，這樣，撞擊到航天器表麵的原子氧的束流密度可達1015/cm2s。
航(hang)天(tian)器(qi)在(zai)軌(gui)飛(fei)行(xing)，造(zao)成(cheng)原(yuan)子(zi)氧(yang)與(yu)航(hang)天(tian)器(qi)碰(peng)撞(zhuang)，相(xiang)當(dang)於(yu)定(ding)向(xiang)的(de)原(yuan)子(zi)氧(yang)束(shu)與(yu)航(hang)天(tian)表(biao)麵(mian)相(xiang)撞(zhuang)擊(ji)。航(hang)天(tian)器(qi)上(shang)處(chu)於(yu)不(bu)同(tong)位(wei)裏(li)和(he)方(fang)向(xiang)的(de)表(biao)麵(mian)，接(jie)受(shou)到(dao)的(de)原(yuan)子(zi)氧(yang)通(tong)量(liang)不(bu)同(tong)。處(chu)於(yu)航(hang)天(tian)器(qi)前(qian)部(bu)、與航天器飛行方向垂直的表麵(壓頭方向)接受到的原子氧通量就要比其它表麵大。由於航天器外形不完全規則，使原子氧在某些表麵受到屏蔽、反射和散射，從而導致某些部位接受到更多的原子氧束流。
軌道中原子氧的溫度一般在1OOOK---1500K範圍內，即平均熱運動速率為1.15km/s-1.41 km/s。但由於航天器以8km/s高速飛行，原子氧與航天器之間有約8km/s的相對速度，相當於原子氧以約5eV能量與表麵相撞。
原子氧是極強的氧化劑，其氧化性能遠大於分子氧。因此，原子氧對低地球軌道航天器表麵的危害比其它因素(熱真空、紫外輻照、冷熱交變、微流星等)要(yao)嚴(yan)重(zhong)。但(dan)是(shi)，由(you)於(yu)其(qi)它(ta)因(yin)素(su)在(zai)材(cai)料(liao)表(biao)麵(mian)形(xing)成(cheng)的(de)裂(lie)痕(hen)或(huo)缺(que)陷(xian)，使(shi)原(yuan)子(zi)氧(yang)的(de)氧(yang)化(hua)作(zuo)用(yong)深(shen)入(ru)到(dao)表(biao)層(ceng)以(yi)下(xia)的(de)基(ji)體(ti)中(zhong)，從(cong)而(er)加(jia)重(zhong)了(le)原(yuan)子(zi)氧(yang)的(de)剝(bo)蝕(shi)效(xiao)應(ying)。此(ci)外(wai)，太(tai)陽(yang)紫(zi)外(wai)線(xian)特(te)別(bie)是(shi)短(duan)波(bo)長(chang)的(de)紫(zi)外(wai)線(xian)與(yu)原(yuan)子(zi)氧(yang)的(de)共(gong)同(tong)作(zuo)用(yong)增(zeng)加(jia)了(le)原(yuan)子(zi)氧(yang)的(de)剝(bo)蝕(shi)效(xiao)應(ying)。
原子氧與材料作用，主要是使材料氧化，導致性能變化。材料氧化導致質裏變化的程度與原子氧通量有關，即與大氣密度、軌道速度、暴露的時間成正比。單質材料中隻有碳、銀和俄反應速度較快，會引起宏觀變化。原子氧與碳反應生成揮發性氧化物;與銀反應形成典型的氧化物並以剝落形式引起材料質量損失，氧化速率與銀的微觀結構有關;鋨通過形成高蒸氣壓的氧化物OSO4而損失質量。一些金屬材料在原子氧作用下表麵的光學和電學性能會發生變化。
有機物由於多含碳、氫、氧、氮等元素，通常與原子氧反應速率較大，而含氟聚合物、矽氧烷與原子氧的反應速率則比其它有機聚合物低。
2.原子權效應的評估方法
由(you)於(yu)原(yuan)子(zi)氧(yang)與(yu)材(cai)料(liao)作(zuo)用(yong)的(de)主(zhu)要(yao)效(xiao)應(ying)之(zhi)一(yi)是(shi)使(shi)材(cai)料(liao)的(de)質(zhi)量(liang)即(ji)體(ti)積(ji)減(jian)小(xiao)，所(suo)以(yi)一(yi)種(zhong)材(cai)料(liao)耐(nai)原(yuan)子(zi)氧(yang)作(zuo)用(yong)的(de)能(neng)力(li)用(yong)這(zhe)種(zhong)材(cai)料(liao)的(de)原(yuan)子(zi)氧(yang)作(zuo)用(yong)係(xi)數(shu)來(lai)表(biao)示(shi)。原(yuan)子(zi)氧(yang)作(zuo)用(yong)係(xi)數(shu)定(ding)義(yi)為(wei)每(mei)個(ge)原(yuan)子(zi)氧(yang)使(shi)該(gai)材(cai)料(liao)表(biao)麵(mian)體(ti)積(ji)的(de)減(jian)小(xiao)裏(li)，單(dan)位(wei)為(wei)cm3個(ge)。因(yin)此(ci)，原(yuan)子(zi)氧(yang)作(zuo)用(yong)係(xi)數(shu)越(yue)小(xiao)，耐(nai)原(yuan)子(zi)氧(yang)作(zuo)用(yong)的(de)能(neng)力(li)越(yue)強(qiang)。對(dui)於(yu)特(te)定(ding)的(de)功(gong)能(neng)材(cai)料(liao)，除(chu)原(yuan)子(zi)氧(yang)作(zuo)用(yong)係(xi)數(shu)外(wai)，還(hai)應(ying)該(gai)測(ce)量(liang)其(qi)主(zhu)要(yao)性(xing)能(neng)的(de)變(bian)化(hua)。例(li)如(ru)，對(dui)光(guang)學(xue)材(cai)料(liao)，應(ying)該(gai)測(ce)A原子氧作用後太陽反射率和半球發射率的變化，有時還應該測量漫反射的變化;對熱控材料，應該測量原子氧作用後太陽吸收率和半球發射率的變化;對導電材料，應該測量電導率的變化，特別是表麵電導率的變化。 |
| 上一篇：我廠生產的旋片真空泵針對降低泵噪音的設計方案 |
| 下一篇：我公司生產的水環真空泵在罐裝機械中的前景及具體應用 |
| 轉載請注明出處：http://zvkr.cn,飛魯泵業版權所有 |
|
