Interested Article - Космическое материаловедение

brigid
  • 2020-12-15
  • 1

Космическое материаловедение — раздел междисциплинарной науки материаловедения , изучающий свойства материалов в космическом пространстве .

Основные направления исследований

Радиолюминесценция стекла

При использовании оптических линз в космическом пространстве может возникать свечение внешней линзы, вызванное космическим ионизирующим излучением , что служит помехой основному оптическому сигналу. Поэтому изучение свечения, возникающего в стёклах различных типов под действием космического излучения, имеет большую важность.

Люминесцентную способность стёкол определяют следующие компоненты: окиси кремния SiO 2 , бария BaO и свинца PbO . Другие компоненты практически не влияют на радиолюминесценцию стекла.

Стёкла можно разделить на ряд групп по-оптическим свойствам. Основными из этих групп являются « кроны », т.е. стёкла типов К, ЛК, БК и ТК; и « флинты », т.е. стёкла типов Ф, ЛФ, КФ, БФ и ТФ. :87

После облучения заметная люминесценция наблюдается у стёкол первой группы на протяжении нескольких месяцев. Под действием высоких температурах яркость свечения снижается. Происходит, так называемое, температурное тушения люминесценции. :88

Разрушение материалов атомарным
кислородом и ультрафиолетовым излучением

Остаточная атмосфера на низких орбитах состоит в основном из атомов кислорода (80%) и молекул азота N 2 (20%). Большая часть кислорода на больших высотах диссоциирует под воздействием космического ультрафиолета (λ~121,6 нм). Плотность потока частиц зависит от солнечной активности, высоты и угла наклона орбиты и других факторов. :124 Поэтому некоторые металлы, в первую очередь Ag , Os , а также углерод и органические материалы, подвержены сильному окислению и эрозии. :126

Материалы наиболее подверженные эрозии под воздействием атомарного кислорода: :127

  • Композитные материалы с полимерной основой, графито-эпоксидные композиты, термопластическая резина.
  • Твердые смазки: MoS 2 ; мягкие металлы ( Ag; Pb; In ).
  • Терморегулирующие покрытия (ТРП) — металлизированные полимеры ( Al -тефлон, Al -каптон), органические краски (белые и чёрные).
  • Оптические материалы:
    • металлические покрытия: Ag, Al, Ni, Au, Ta, Ti, Zr
    • диэлектрические покрытия: MgF 2 ; CaF 2 .
  • Компоненты космической энергетики — солнечные батареи, каптоновые плёнки, серебряные контакты, стеклянные волоконные композиты.
  • Отражатели — кремний, акрилы, фтористые полимеры, поликарбонаты, Ag, Al . Защитные покрытия материалов: Ni, SiO 2 , TiO 2 , Al 2 O 3 , ZnO, Ni/SiO 2 , ITO, In 2 O 3 .

При контакте серебра с атомарным кислородом на его поверхности возникает оксидная плёнка, с высокими внутренними напряжениями, из-за которых она лопается и отслаивания от поверхности. Это приводит к потере массы и загрязнению окружающего пространства частицами AgO . :140

Реакционная эффективность, Re, различных материалов от воздействия атомарного кислорода при экспонировании в условиях околоземного космического пространства :134
Материал Реакционная эффективность, Rе, *10 -24 [см 3 ∙ат -1 ]
Алюминий 0
Al 2 O 3 0,025
Углерод 1,2
Алмаз 0,021
Эпоксид 1,7
Золото 0
Графитовый эпоксид 2,6
Каптон 3
Полиэтилен 3,3
Поли(метилакрил) 3,4
Поликарбонат 6
Полистирол 1,7
Полисульфон 2,4
Силикон 0,05
Силоксан полиимид (7% Sx) 0,6
Силоксан полиимид (25% Sx) 0,3
Поли(винилфлюорид) 3,2
Политетрафлюорэтилен 0,04
Полиэфиркетон 2,2
Майлар 3,9
Нейлон-6,6 4,4
PVA [ неизвестный термин ] C 4 H 6 O 2 5,2
PEO [ неизвестный термин ] C 2 H 4 O 5,7
Делрин 9,5

Для снижения скорости разрушения поверхностных материалов их покрывают тонкими (1 мкм), устойчивым к эрозии защитным слоем, неорганическим (SiO2, Al2O3, MgF2, Si3N4), или полимерным (тефлон, силикон и др.). Защитный слой позволяет уменьшить потерю массы в 10-100 раз. :137

Примечания

  1. ↑ АКИШИН А. И. = Методическое и учеб- ное пособие / К.И.Стратилатова. — Москва: МГУ, НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ЯДЕРНОЙ ФИЗИКИ имени Д.В. СКОБЕЛЬЦЫНА, 2007. — 209 с. — 100 экз. 17 октября 2013 года. . Дата обращения: 6 июля 2013. Архивировано 17 октября 2013 года.
  2. ↑ . 26 мая 2013 года.

Литература

  • А.И. Акишин, Л.С. Новиков. . (недоступная ссылка)
  • Л. Л. Регель, Р. Ж. Сагдеев. = Итоги науки и техники: исследование космического пространства. — ВИНИТИ, 1991.
  • А. С. Охотин. = Институт космических исследований (Академия наук СССР). — Наука, 1977. — 182 с.
  • Л. С. Новиков. = учебное пособие. — Москва: Университетская книга, 2010. — 192 с. — ISBN 978-5-91304-190-6 . (недоступная ссылка)
  • А. И. Акишин, Л. С. Новиков. . — Москва: Знание, 1983. — 64 с. — (ПОДПИСНАЯ НАУЧНО-ПОПУЛЯРНАЯ СЕРИЯ «Космонавтика, астрономия», № 4). от 24 августа 2011 на Wayback Machine
  • Касаев К.С., Акишин Ф.И., Башкиров В.Ф., Графодатский О.С., Кузнецов Н.В., Макальцев А.А., Милеев В.Н., Новиков Л.С., Ныммик Р.А., Панасюк М.И., Соловьёв Г.Г., Сосновец Э.Н., Тельцов М.В., Толстая Е.Д. = Новые наукоемкие технологии в технике. — Москва: ЗАО НИИ «Энцитех», 2000. — Т. 16 . — С. 285 .
  • = Модель космоса : Сборник. — Москва: КДУ, 2007. — Т. 2 .

См. также

Ссылки

  • ГОСТ 25645.332-94
  • Парафесь С.Г. : Учебно- методический комплекс. — Калуга, Москва: «Эйдос», 2011. — С. 247 . 13 августа 2012 года.
  • (англ.)
  • (англ.)


Источник —

brigid
  • 2020-12-15
  • 1
  • Tags:

Same as Космическое материаловедение

The title for the last searches