CeO_2含量对铈玻璃镜的光学性能和空间环境中稳定性的影响

含CeO_2玻璃在空间环境中具有良好的稳定性,因此已广泛应用于人造卫星第二表面镜温控涂层、硅太阳能电池防辐照保护片和某些光学部件。本文根据第二表面镜温控涂层的使用要求,系统地研究了镜玻璃的CeO_2添加量对镀铝铈玻璃镜的光学性能、抗电子、质子和真空紫外辐照性能的影响,为合理确定镜层玻璃的CeO_2含量提供依据。     

小型钛泵在真空—紫外辐照试验中的应用

为了解决放气量较大的涂层试验问题,建立了小钛泵真空-紫外辐照装置。本文描述了设备,操作过程,最初三次试验的情况及结果。根据试验结果,讨论了几种温控涂层的抗真空-紫外辐照性能;观察了辐照后试样放入大气中引起涂层△_α的“回复”现象;还发现了重抽真空后涂层△_α又有“回升”的现象。     

热控涂层紫外辐照试验方法的研究

几种有机热控涂层在真空下进行模拟太阳紫外辐照的试验。在真空条件和大气条件下测试涂层性能的变化,以比较热控涂层在进行紫外辐照时,原位测试和非原位测试的差异。     

有机硅热控涂层在模拟空间环境下的原位性能

研究了热控涂层在地面模拟空间环境下的性能变化：原位测定了紫外、电子辐照过程中热控涂层的性能变化；考察了K2SiO3包覆ZnO情况对涂层性能的影响；用扫描电镜（SEM）对辐照前后涂层表面微观形貌的变化进行了观察。结果表明，无论是缩合型的硅树脂还是加成型硅橡胶，在加入ZnO填料后，耐紫外辐照的能力都有明显的提高；不同种类涂层在真空紫外辐照作用下表现出不同规律。硅酸钾包覆ZnO对于有机硅树脂和加成型硅橡胶作基料的热控涂层影响也不同。加成型硅橡胶制备得到的热控涂层有非常优异的抗电子辐照性能。     

真空紫外辐射对空间有机防护涂层的降解研究

对环氧树脂、醇酸树脂、聚氨酯及有机硅树脂防护涂层在真空紫外线作用下的表面层变化进行了研究。发现在所采用的氘灯真空紫外光源的作用下,环氧树脂、醇酸树脂、聚氨酯质损较大,且表面出现“暗化”现象;有机硅树脂质损相对较小,在连续辐照过程中涂层表面颜色不发生改变,抗紫外老化能力强。光电子能谱(XPS)、红外光谱(FTIR)对试验前后样品进行表征研究,探索真空紫外效应的影响规律,对真空紫外与涂层的反应机理也做了相应的分析:结构不同的有机涂层对真空紫外(VUV)的敏感程度不同,含环氧环、C-N和支链的有机涂层,最易受到VUV破坏而裂解;Si-O、苯环、C=O,在VUV辐照环境下相对稳定。     

航天器表面材料充电性能研究—关于RTV-Ⅱ和13-17涂层的评价

本文报道了RTV-Ⅱ黑漆和13-17白色涂层二种航天器温控材料的电导在综合空间环境条件下的实验结果。实验表明RTV-Ⅱ涂层材料的电导从1984年到1986年,几乎每年下降一个量级,因而充电状态明显改变。13-17涂层材料的电导对空间真空环境响应不明显,但对电子辐照和光辐照响应显著,尤其对光辐照存在强烈的记忆效应。预测该涂层在轨道上由光照区进入星蚀区也不会出现明显充电现象。     

CEA型光学阳光反射镜的研制

光学阳光反射镜(Optical Solar Refector简称OSR)是一种组合结构体,它是由性能截然相反的两种材料组合而成。一种材料具有良好的光反射能力且有很高的电导率,另一种材料则有极好的透过率且是绝缘体。将具有适当性能的材料匹配组合,可使它们具有所要求的优异性能。其主要特点是:α_s/ε_H值较低,在真空热震,长期真空紫外辐照,高能粒子辐照等宇宙空间环境下,涂层性能稳定,宜作长期飞行卫星的外表温控涂层。在本文中,讨论了CEA型光学阳光反射镜(以下简称为铈镜)的构造原理、光性、空间稳定性、加涂工艺、粘贴方法以及工艺因素对某些性能的影响。     

航天器用新型聚酰亚胺薄膜性能研究

原子氧是低地球轨道环境中对航天器影响较为严重的因素之一. 为了提高聚酰亚胺薄膜抗原子氧侵蚀的性能, 依据结构与性能的关系, 设计合成了新型的聚酰亚胺薄膜. 采用这种新型聚酰亚胺薄膜制备了二次表面镜, 利用地面模拟设备对热控涂层进行原子氧暴露试验, 结果表明其具有优异的耐原子氧侵蚀性能. 此外, 真空elax-elax紫外、真空elax-elax质子、真空elax-elax电子辐照等空间环境模拟试验表明, 这种耐原子氧聚酰亚胺薄膜二次表面镜热控涂层具有良好的空间稳定性.      

模拟地球同步轨道辐照环境对光学太阳反射镜性能的影响

研究了模拟地球同步轨道辐照环境对卫星用温控涂层-光学太阳反射镜(OSR)性能的影响。对所研制的两类OSR 片进行的辐照试验项目有,真空紫外辐照、低能电子和两种能量的质子辐照。此外还进行了等离子体环境条件下的表面充/放电效应试验。经过相当于安装在地球同步轨道卫星南北极位置处,在空间七年所受到的电子、质子和紫外辐照总剂量的辐照后,导电型OSR 的太阳光谱吸收率α_s 由0.068增加到0.078,法向发射率ε_n 由0.83降低到0.72;而非导电型OSR的α_s 由0.066增加到0.085,ε_n 由0.82降低到0.76。表面充/放电试验的结果表明:导电型OSR 的充电电位仅在15～40V 之间,而非导电型OSR 的充电电位则可高达13kV。因此导电型OSR能有效地控制表面的充/放电现象。     

氧化锌色素在真空紫外辐照下降解机理的研究

研究氧化锌色素在真空紫外辐照下的降解机理,目的是为设计在宽间环境下稳定的氧化锌热涂层提供理论依据。仔细研究了自由电子在氧化锌中的吸收特性及真空紫外辐照对氧化锌电导的贡献,认为真空紫外辐照引起氧化锌色素表面化学吸附氧的解析,同时在氧化锌色素表面产生大量的氧空位,氧空位提供了导带中的自由电子,自由电子在导带内跃迁吸收近红外光子引起氧化锌色素光学性能的退化。     

星用两种表面涂料电导性能评价

本文简略讨论了两种星用表面涂料956灰漆和绿漆的制备工艺;实验研究了这两种涂层室温下在模拟空间真空、电子辐照和太阳辐照环境中其电导性质随空间环境的变化。由此可以预测它们在空间轨道上运行时表面的充电状态及应用于高轨道的可能性。     

防静电白色热控涂层的空间环境性能试验

通过在氧化锌晶格中掺入重金属离子，得到具有防静电功能的白色颜料，再以丙烯酸树脂为粘合剂制备出空间飞行器外表面用的ACR－1防静电白色热控涂层；研究了空间环境效应（包括紫外辐照，电子和质子辐照）对该热控涂层太阳吸收率的影响并与有机硅白色热控涂层进行了比较，地面模拟空间环境试验研究结果证明，ACR－1防静电白色热控涂层具有良好的空间稳定性。     

高吸收、高辐射有机黑漆涂层

为制得高太阳光吸收率(α_s)、高红外辐射率(ε_n)的涂层,作者系统地研究了有机硅聚合物、有机氟聚合物、环氧树脂和聚氨酯等十多种有机材料的ε_n值;还研究了由高色素碳黑、氢黑和空氢黑等十几种颜料所制成涂层的α_s及ε_n值。此外,在涂层中加入消光剂硬脂酸铝和白碳黑制得了一些涂层,有的涂层外观呈平绒布状。在波长235-2597nm范围内的α_s在0.93—0.95之间。在327K下的ε_n值为0.96-0.97之间。对涂层在373-77K的突变性能、耐真空紫外辐照性能和耐粒子辐照性能,文中一一做了介绍。性能试验证明:这些涂层在空间或地面都可使用,性能上达到了用美3M-101-C10Velvet黑漆做成涂层的性能,是一些较好的抗反射、高辐射涂层。     

新一代星敏感器遮光罩—— 碳纳米管遮光罩技术研究

针对目前星敏感器遮光罩普遍存在的尺寸和质量较大、杂光消除能力受限等问题,从提高吸光涂层吸光率入手,提出碳纳米管遮光罩新概念,研制一套钛合金基底生长碳纳米管涂层的新技术,使得涂层吸光率达到99%以上,并成功制作出可等效替代现有飞行产品遮光罩的碳纳米管遮光罩.通过真空原子氧、紫外辐照、高能粒子辐照、热真空、力学环境等各项空间环境实验,证明其空间环境适用性.与现有星敏感器遮光罩产品的杂光比对试验结果表明,使用碳纳米管遮光罩的星敏感器杂光灰度降低了56%,显示出杂光消除性能的优势.本文创新成果突破了碳纳米管技术在杂光消除领域实际应用的瓶颈技术,对促进星敏感器技术的提高具有重要的工程价值.     

中国科学实验卫星的先驱实践一号

空间科学探测，不仅对认识自然界，研究发生在近地空间、日地空间和行星际空间的各种自然现象，以及这些现象同人类赖以生存的地球和大气环境的关系，具有重要意义，而且同人造卫星和其他航天器的研制有着十分密切的关系。人造卫星、载人飞船等航天器在空间运行过程中，会遇到各种复杂的空间环境。例如，地球附近的辐射带中存在大量的带电粒子（质子和电子），尤其是伴随着太阳耀斑爆发而喷射出的强大的太阳质子流，对于人造卫星、载人飞船的材料、元器件、仪器设备以及宇航员部有不同程度的损害作用；高空地磁场与航天器内通有电流的导线和铁磁材料等相互作用，会改变航天器的姿态；高空的稀薄大气是直接影响人造卫星运行轨道和寿命的主要因素；来自太阳的短波辐射、紫外辐射、X射线等对航天器的表面材料和器件，如温控涂层、太阳电池和光学镜头等性能有重要影响；高空大气电离层结构影响着无线电波的传播，因而也影响卫星通信的传播方式和通信性躲宇宙无线电噪声也会对空间通信的性能和效果产生影响；近地空间的微流星物质对航天器结构可能造成损害。因此，把空间科学探测仪器送到外层空间，对太空中的各种现象进行直接观测，取得定量结果，作为航天器的设计依据，其重要意义是显而易见的。[编者按]     

空间Kapton材料的原子氧、温度、紫外效应试验研究

主要通过灯丝放电磁场约束型原子氧剥蚀效应地面模拟设备模拟空间环境,对空间常用材料Kapton进行了原子氧剥蚀效应、温度升高对材料原子氧效应的影响试验以及原子氧与紫外辐射复合效应试验,对试验前后试样的外观、质量及表面形貌进行了比较,得出了材料在设备中的反应特点以及温度变化、紫外辐射对材料的原子氧效应的影响规律.同时测量了原子氧暴露试验前后、原子氧与紫外辐射复合作用前后试样的反射率和透射率,并进行了比较.      

航天器结构材料的塑料化

<正> 自1957年第一颗人造卫星上天以来,短短20多年,航天事业发展迅猛异常,成为当代新技术革命浪潮的重要支柱。起初,铝合金等轻型合金是卫星的主要结构材料,但铝合金等材料在重量、刚性、强度和热稳定性等方面都有明显的不足,远不能满足航天事业发展的需要。随着大容量、高性能、长寿命、多用途卫星的发展,要求卫星结构具有超高比强度和比刚度的材料,以减轻结构重量、承受发射过程中的过载、保持适宜的自振频率、并维持卫星有一稳定的惯量比;卫星结构还要维持各种仪器装置在寿命期间有很好的指向性。这就要求结构材料在发射的温度环境,高真空、强紫外、带电粒子辐照、激烈高低温交变的空间环境及其     

航天器材料KAPTON和F4.6薄膜充电性能研究

Kapton和F4.6是两种航天器上最常用的重要热控材料,但它们都是高绝缘的有机高分子聚合物,故在充分利用它们的优良物化性质时,不能不关心它们在空间亚暴环境下表面充电的性能。为此本文在简述了新增环境温度变化的条件后,详细讨论了这两种材料在模拟空间真空、空间亚暴时电子辐照、太阳辐照及其所处环境温度变化时,它们表面电阻率随环境变化响应规律,并由此预测其充电的状态。     

ZKS涂料型低α_s/ε_H比值无机温控涂层的研制

<正> 航天器在宇宙空间环境中运行时,它的表面温度与航天器表面材料对太阳光的吸收率(αs)和材料本身的红外辐射率(εH)有关。根据不同运行的轨道,我们可以选择适当的αs/εH比值的涂层来控制航天器表面温度,以保证航天器内部的仪器保持在正常的工作环境中。在有些温度控制设计中,当需要减少对太阳光的吸收,尽量多地向外辐射能量时,就需要低αs/εH比值的温控涂层来控制。ZKS型涂层就是一种低αs/εH比值的涂料型无机温控涂层。     

低αs有机硅热控涂层及其空间防护作用研究

介绍了三种有机硅热控涂层的组成、工艺及性能，井讨论了影响涂层稳定性的因素。用LAMBDA—9分光度计和扫描电镜(SEM)对在模拟原子氧(AO)环境中的有机热控涂层太阳光吸收率(αs)的变化和防护作用进行表征研究。结果表明，这些涂层均有良好的空间稳定性，对AO辐照有较强的防护效果。该研究建立了空间材料新的防护体系。尤其是9—5涂层的αs最低，性能最优越。