KS-B高吸收高发射率无机热控涂层低轨环境效应
发布时间：2021-03-24 00:41
目的研究低轨环境对KS-B高吸收高发射无机热控涂层（简称KS-B涂层）性能的影响。方法对KS-B涂层分别进行总剂量为3.9×1022 atoms/cm2的原子氧辐照、剂量为5000 ESH的真空-紫外辐照、总注量为9.30×1011p/cm2的真空-质子及总注量为1.108×1014e/cm2的真空-电子综合辐照试验,分析空间模拟辐照环境中KS-B涂层太阳吸收比（αS）、半球发射率（εH）、表面形貌、表面组分含量、质量损失率等性能的变化规律,研究KS-B涂层的耐空间环境稳定性。结果原子氧暴露后,KS-B涂层太阳吸收比增加0.003,半球发射率增加0.004;原子氧辐照后,KS-B涂层表面形貌出现了一定程度的糙化,表面Si、O元素含量下降。初始暴露时,KS-B涂层质量损失率逐渐提高,最终质量损失率为0.96%。真空-紫外辐照后,KS-B涂层太阳吸收比增加0.003,半球发射率无变化。真空-质子及真空-电子辐照前后,KS-B涂层太阳吸收比增加0.001,半球发射率无变化。结论经历原子氧、真空-紫外、真空-质子及真空-电子模拟辐照后,KS-B涂层的太阳吸收比及半球发射率变化较小,具有较好的耐...
【文章来源】：表面技术. 2020,49(12)北大核心EICSCD
【文章页数】：6 页
【部分图文】：
KS-B涂层原子氧辐照前后的发射率变化光谱图
图2 KS-B涂层原子氧辐照前后的发射率变化光谱图图4为硅酸钾与原子氧辐照前后涂层红外光谱，1010 cm–1为Si O2膜层中Si—O—Si反对称伸缩振动峰[15-17]。图5为KS-B涂层原子氧辐照前后的微观形貌。相比于辐照前，原子氧辐照后，KS-B涂层表面形貌更为粗糙。其原因可能是原子氧具备一定的动能，在和涂层发生碰撞时，对涂层表面疏松颗粒及Si O2膜层具有剥蚀作用。表2为KS-B涂层原子氧辐照前后的表面元素含量。从表2中可以看出，其中Cu、Cr等金属元素含量增加，对应的Si、O元素含量减少。据文献报道，Si O2是一种常用的防原子氧剥蚀材料，其原子氧剥蚀率小于5×10–27 cm–3/atom[18]，但长期暴露在原子氧环境中，仍能被原子氧轻微剥蚀，导致涂层表面Si、O元素的降低。KS-B涂层原子氧辐照后，微观形貌发生了轻微糙化，表面组分含量变化较小，呈现出了较好的耐原子氧剥蚀性能。
图4为硅酸钾与原子氧辐照前后涂层红外光谱，1010 cm–1为Si O2膜层中Si—O—Si反对称伸缩振动峰[15-17]。图5为KS-B涂层原子氧辐照前后的微观形貌。相比于辐照前，原子氧辐照后，KS-B涂层表面形貌更为粗糙。其原因可能是原子氧具备一定的动能，在和涂层发生碰撞时，对涂层表面疏松颗粒及Si O2膜层具有剥蚀作用。表2为KS-B涂层原子氧辐照前后的表面元素含量。从表2中可以看出，其中Cu、Cr等金属元素含量增加，对应的Si、O元素含量减少。据文献报道，Si O2是一种常用的防原子氧剥蚀材料，其原子氧剥蚀率小于5×10–27 cm–3/atom[18]，但长期暴露在原子氧环境中，仍能被原子氧轻微剥蚀，导致涂层表面Si、O元素的降低。KS-B涂层原子氧辐照后，微观形貌发生了轻微糙化，表面组分含量变化较小，呈现出了较好的耐原子氧剥蚀性能。原子氧辐照对KS-B涂层质量损失率的影响如图6所示。当涂层初始暴露在原子氧环境中时，原子氧对KS-B涂层Si O2膜层轻微地剥蚀，并且KS-B涂层体系内少量结合水以及吸附气体挥发，造成涂层质量损失增快；当原子氧剂量达到2.6×1021 atoms/cm2时，涂层质量趋于稳定。整体来看，KS-B涂层的质损率较低，在辐照剂量为3.9×1022 atoms/cm2时，质量损失率仅为0.96%，具有较好的抗原子氧侵蚀能力。
本文编号：3096714
【文章来源】：表面技术. 2020,49(12)北大核心EICSCD
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KS-B涂层原子氧辐照前后的发射率变化光谱图
图2 KS-B涂层原子氧辐照前后的发射率变化光谱图图4为硅酸钾与原子氧辐照前后涂层红外光谱，1010 cm–1为Si O2膜层中Si—O—Si反对称伸缩振动峰[15-17]。图5为KS-B涂层原子氧辐照前后的微观形貌。相比于辐照前，原子氧辐照后，KS-B涂层表面形貌更为粗糙。其原因可能是原子氧具备一定的动能，在和涂层发生碰撞时，对涂层表面疏松颗粒及Si O2膜层具有剥蚀作用。表2为KS-B涂层原子氧辐照前后的表面元素含量。从表2中可以看出，其中Cu、Cr等金属元素含量增加，对应的Si、O元素含量减少。据文献报道，Si O2是一种常用的防原子氧剥蚀材料，其原子氧剥蚀率小于5×10–27 cm–3/atom[18]，但长期暴露在原子氧环境中，仍能被原子氧轻微剥蚀，导致涂层表面Si、O元素的降低。KS-B涂层原子氧辐照后，微观形貌发生了轻微糙化，表面组分含量变化较小，呈现出了较好的耐原子氧剥蚀性能。
图4为硅酸钾与原子氧辐照前后涂层红外光谱，1010 cm–1为Si O2膜层中Si—O—Si反对称伸缩振动峰[15-17]。图5为KS-B涂层原子氧辐照前后的微观形貌。相比于辐照前，原子氧辐照后，KS-B涂层表面形貌更为粗糙。其原因可能是原子氧具备一定的动能，在和涂层发生碰撞时，对涂层表面疏松颗粒及Si O2膜层具有剥蚀作用。表2为KS-B涂层原子氧辐照前后的表面元素含量。从表2中可以看出，其中Cu、Cr等金属元素含量增加，对应的Si、O元素含量减少。据文献报道，Si O2是一种常用的防原子氧剥蚀材料，其原子氧剥蚀率小于5×10–27 cm–3/atom[18]，但长期暴露在原子氧环境中，仍能被原子氧轻微剥蚀，导致涂层表面Si、O元素的降低。KS-B涂层原子氧辐照后，微观形貌发生了轻微糙化，表面组分含量变化较小，呈现出了较好的耐原子氧剥蚀性能。原子氧辐照对KS-B涂层质量损失率的影响如图6所示。当涂层初始暴露在原子氧环境中时，原子氧对KS-B涂层Si O2膜层轻微地剥蚀，并且KS-B涂层体系内少量结合水以及吸附气体挥发，造成涂层质量损失增快；当原子氧剂量达到2.6×1021 atoms/cm2时，涂层质量趋于稳定。整体来看，KS-B涂层的质损率较低，在辐照剂量为3.9×1022 atoms/cm2时，质量损失率仅为0.96%，具有较好的抗原子氧侵蚀能力。
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