同轴源原子氧地面模拟设备实用性分析

文章简要叙述了原子氧地面模拟设备的基本要求,介绍了同轴源原子氧模拟设备的性能。从原子氧的能量及分布,通量密度的大小、均匀性、重复性,以及紫外辐照和原子氧同时作用、光学性能原住测量等方面,分析了设备的实用性。该设备以上性能和功能都接近空间实际,因而试验结果比较可靠。     

同轴源原子氧地面模拟设备性能优化

文章简要介绍了同轴源原子氧装置的基本结构和工作原理；分析和计算了同轴内导体的受热状况,对内导体的结构进行了优化,使其寿命提高了近10倍,并减少了因天线氧化对真空室的污染；设计了新的试样架,试样架可同时装入4个不同试样；配置了两套紫外光源系统和一套试样光学性能原位测量系统,使装置具备了原子氧与紫外的协同效应,紫外光的波长为185～400nm,辐照度可达2～4个太阳常数；增加了光学性能测量室,试样光学性能可以原位测量。试验结果表明：优化后的原子氧装置能够模拟空间原子氧对材料的剥蚀效应。     

原子氧防护涂层的研究

空间材料暴露在原子氧环境中,材料表面会受到原子氧的攻击造成表面衰退,引起材料氧化和质量损耗,甚至会导致材料失效,从而减少飞行器寿命,研究发现:大多数聚合物和复合材料对原子氧敏感;金属中的银、锇易被氧化,这主要是有机物多含碳、氢、氧、氮等元素,它们具有较高的反应效率,生成挥发物;银、锇的反应速率快,通常生成氧化物,能够观察到宏观变化。因此,对飞行器上常用的材料进行防护是十分必要的,不同的材料有不同的防护方法,本文主要介绍了常用Kapton、石墨/环氧树脂等结构材料的防护,对功能材料如光学材料、热控涂层等的防护也作了介绍。研究表明:材料的氧化多发生在粗糙表面,而均化层的利用可覆盖材料表面的凸起和裂缝,提供光滑的表面。此外,文章还对涂层厚度与原子氧通量的关系、涂层厚度与产生的表面缺陷形状的关系作了定性分析和讨论。     

硅氧烷原子氧防护膜工艺及防护性能研究

原子氧是对低地球轨道航天器构成重要影响的空间环境因素之一,严重影响着航天器在轨的安全运行.文章重点介绍了制备工艺对六甲基二硅氧烷原子氧防护膜结构及性能的影响,分析了防护膜的聚合原理,并对其结构、成分进行了测试分析,从而获得了防护膜的工艺参数.最后对防护膜进行了原子氧辐照实验与测试,结果表明采用等离子体聚合方法制备的原子氧防护膜具有很好的耐原子氧性能.     

低地球轨道航天器不同攻角原子氧通量密度计算模型

"低地球轨道原子氧与航天器表面材料相互作用,可导致材料因氧化剥蚀而发生性能衰退,是低地球轨道航天器设计者最关心的环境因素.本文扼要地介绍了兰州物理研究所原子氧实验室采用VB语言编制的""航天器原子氧通量密度计算模型"",该模型以地球大气模式为核心,采用麦克斯韦速度分布对航天器不同攻角遭受到的原子氧进行计算,计算过程中考虑了大气风的影响.模型还可跟踪卫星在轨运行,对不同表面遭受的原子氧通量进行实时计算.计算结果与NASA的原子氧计算模型FluxAV相接近,可为卫星设计者在材料选择时提供数据参考."     

等离子体聚合制备聚酰亚胺防原子氧涂层的试验研究

简述了等离子体聚合六甲基二硅氧烷在聚酰亚胺(Kapton)上制备防原子氧涂层的试验结果,借助红外和 X-射线光电子谱等光谱分析手段分析了涂层的化学组成、结构和性能。结果表明:保护涂层不显著改变 Kapton 原有的光学性能。在氧等离子体作用后,有保护涂层的 Kapton 的质量无可测量的变化,其光学性能变化不明显。说明这种膜可以有效地保护 Kapton 不受氧等离子体作用,具有优异的防原子氧性能。     

热控涂层原子氧效应的试验研究

采用同轴源型原子氧模拟装置，对11种热控涂层进行了原子氧效应的筛选试验研究。通过试验前后外观，质量、太阳吸收比，以及电子显微镜的观察比较，选出了5种耐原子氧性能较好的热控涂层。     

原子氧与飞行器表面撞击的束流强度和能量

原子氧是低地球轨道飞行器经受的重要环境因素。作用到不同姿态表面的原子氧的束流强度和能量不同。文章采用热力学统计物理方法,考虑了飞行器的运动和原子氧的热运动速度,建立了原子氧与飞行器表面作用的模型;对不同攻角的原子氧束流强度和作用能量进行了分析、计算;并与美国长期空间暴露试验装置实测的结果进行了比较;分析了产生差异的原因。     

同轴源原子氧地面模拟装置及其性能

叙述了同轴源原子氧模拟装置的基本工作原理和装置的各组成单元及其功能;介绍了装置性能的测量方法及结果。结果表明：装置产生的原子氧能量可以控制在５ｅＶ～１０ｅＶ;原子氧的束流强度约为４×１０１５个／ｃｍ２·ｓ;原子氧束中氧离子的含量小于０．１％。