RAS PhysicsПоверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования Journal of Surface Investigation. X-Ray, Synchrotron and Neutron Techniques
Полимерные покрытия применяют на поверхности низкоорбитальных космических аппаратов, где они подвергаются агрессивному воздействию набегающего потока атомарного кислорода. При длительном пребывании на орбите (10-20 лет) флуенс атомарного кислорода достигает 10 см и более, что приводит к разрушению поверхности полимеров на глубину, достигающую нескольких сотен микрометров. Исследованы три типа перспективных покрытий на основе кремнийорганических полимеров: композиция ЭКТ-ПЦ, лак ЭКТ, герметик УФ-7-21, которые предполагают применять на низкоорбитальных космических аппаратах. Для оценки их стойкости к атомарному кислороду при имитации набегающего потока с высоким флуенсом до 10 см в лабораторных условиях применена методика ускоренных испытаний в потоке кислородной плазмы при энергии частиц кислорода 10-40 эВ. Исследованы зависимости потери массы от эквивалентного флуенса, измеренные коэффициенты эрозии покрытий композиции ЭКТ-ПЦ, лака ЭКТ и герметика УФ-7-21 составили 4.2 × 10, 3.2 × 10 и 1.7 × 10 г/атом О соответственно. В сравнении с применяемыми на космических аппаратах полимерами (например, полиимидом с коэффициентом эрозии 4.3 × 10 г/атом О) измеренные коэффициенты эрозии на два порядка ниже, что характеризует высокую стойкость исследуемых материалов к атомарному кислороду. На основе полученных зависимостей потерь массы образцов от флуенса плазмы прогнозируемый предельный флуенс атомарного кислорода составляет (7-25) × 10 см в зависимости от типа и толщины покрытия.
Исследованы электростатические разряды и радиационно-стимулированные токи утечки при раздельном и совместном воздействии электронов с энергией 10-40 кэВ и электромагнитного излучения Солнца на образцы стекла К-208, используемого в качестве покровного стекла солнечных батарей и отражающих элементов терморадиаторов космических аппаратов. Значения плотности потока электронов (ϕ) изменяли в диапазоне (5 × 10-1 × 10) см·с, поток электромагнитного излучения соответствовал одному эквиваленту солнечной освещенности. Облучение проводили в вакууме 10 Па. При облучении наблюдали разряды двух типов: первый тип - разряд с конусообразного микровыступа на поверхности стекла в окружающую ионизованную среду; второй тип разряда развивается вдоль облучаемой поверхности, оставляя на ней разрядные каналы шириной около 100 нм и глубиной до 2 нм. Разряды обоих видов сопровождались выбросами плазмы и генерацией электромагнитных импульсов. Получены зависимости частоты разрядов и токов утечки от параметра ϕ при электронном и совместном облучении. Установлено, что при фиксированной энергии электронов разряды второго типа на поверхности образцов в случае совместного облучения возникают при меньшем значении ϕ, чем в случае электронного облучения. Также установлено, что при совместном воздействии значительно увеличивается доля пробоев образцов покровного стекла на проводящую подложку в регистрируемых в экспериментах событий. Доля пробоев образцов стекла растет также с увеличением энергии воздействующих электронов.
Индексирование
Scopus
Crossref
Higher Attestation Commission
At the Ministry of Education and Science of the Russian Federation