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原子權對航天器用材感化的效應

1.概述
原子氧的氧化感化對航天器的影響首要有:使布局材料減薄、產生變形、強度降落;使光學材料的光學機能轉變,出格是使一些材料的反射率降落,漫反射明顯增添;使熱控涂層的光學機能轉變,熱控生效;使勾當部件外露局部的光滑機能變更,影響勾當;使一些材料的電學機能轉變等。另外,原子氧與材料感化時放出的氣體能夠減輕四周外表的凈化,反映時伴生的發光、發燒轉變航天器的熱控,或攪擾測控。這些效應將明顯影響航天器的機能和壽命。以是,對低軌道、長命命航天器外表用材停止抗原子氧感化的評價、挑選長短常須要的。原子氧的密度并不算高,在200kn、高度,其數密度為2.7*109cm-3。但因為航天器在軌高速飛翔,典范的飛翔速度為8km/s,如許,撞擊到航天器外表的原子氧的束流密度可達1015/cm2s。
航天器在軌飛翔,構成原子氧與航天器碰撞,相稱于定向的原子氧束與航天外表相撞擊。航天器上處于差別位里和標的目的的外表,接管到的原子氧通量差別。處于航天器前部、與航天器飛翔標的目的垂直的外表(壓頭標的目的)接管到的原子氧通量就要比別的外表大。因為航天器形狀不完整法則,使原子氧在某些外表遭到屏障、反射和散射,從而致使某些部位接管到更多的原子氧束流。
軌道華夏子氧的溫度普通在1OOOK---1500K規模內,即均勻熱活動速度為1.15km/s-1.41 km/s。但因為航天器以8km/s高速飛翔,原子氧與航天器之間有約8km/s的絕對速度,相稱于原子氧以約5eV能量與外表相撞。
原子氧是極強的氧化劑,其氧化機能弘遠于份子氧。是以,原子氧對低地球軌道航天器外表的風險比別的身分(熱真空、紫外輻照、冷熱交變、微流星等)要嚴峻。可是,因為別的身分在材料外表構成的裂縫或缺點,使原子氧的氧化感化深切到表層以下的基體中,從而減輕了原子氧的剝蝕效應。另外,太陽紫外線出格是短波長的紫外線與原子氧的配合感化增添了原子氧的剝蝕效應。
原子氧與材料感化,首要是使材料氧化,致使機能變更。材料氧化致使質里變更的水平與原子氧通量有關,即與大氣密度、軌道速度、裸露的時候成反比。單質材料中只要碳、銀和俄反映速度較快,會引發微觀變更。原子氧與碳反映天生揮發性氧化物;與銀反映構成典范的氧化物并以剝落情勢引發材料品質喪失,氧化速度與銀的微觀布局有關;鋨經由過程構成高蒸氣壓的氧化物OSO4而喪失品質。一些金屬材料在原子氧感化下外表的光學和電學機能會產生變更。
無機物因為多含碳、氫、氧、氮等元素,凡是與原子氧反映速度較大,而含氟聚合物、硅氧烷與原子氧的反映速度則比別的無機聚合物低。
2.原子權效應的評價方式
因為原子氧與材料感化的首要效應之一是使材料的品質即體積減小,以是一種材料耐原子氧感化的才能用這類材料的原子氧感化系數來表現。原子氧感化系數界說為每一個原子氧使該材料外表體積的減小里,單元為cm3個。是以,原子氧感化系數越小,耐原子氧感化的才能越強。對特定的功效材料,除原子氧感化系數外,還應當丈量其首要機能的變更。比方,對光學材料,應當測A原子氧感化后太陽反射率和半球發射率的變更,偶然還應當丈量漫反射的變更;對熱控材料,應當丈量原子氧感化后太陽接收率和半球發射率的變更;對導電材料,應當丈量電導率的變更,出格是外表電導率的變更。
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