空間太陽近紫外輻照對ACR-1白漆表面導電性能的研究

2015-01-09 牟永強北京衛(wèi)星環(huán)境工程研究所

　　通過試驗研究了近紫外輻照對ACR-1 白漆電學性能的影響，并用X射線光電子能譜儀和四極質(zhì)譜儀對ACR-1 白漆的組分和狀態(tài)等進行了分析，進而對其電學性能變化的機理進行了分析。研究發(fā)現(xiàn)：ACR-1 白漆的表面電阻率隨著近紫外輻照度的增加而呈指數(shù)規(guī)律減小，并在大氣環(huán)境中存在“回復”效應；氧化鋅的分解、吸附氧的減少和氧空位的增多是近紫外輻照后ACR-1 白漆表面電阻率減小的主要原因。

　　引言

　　熱控涂層是航天器熱控系統(tǒng)的重要組成部分，是利用涂層改變航天器的表面熱物理性質(zhì)，以便在輻射熱交換中有效地控制航天器的溫度，使之在內(nèi)外熱交換過程中儀器、設(shè)備的工作溫度不超過或低于允許范圍，以保證人造天體的正常工作環(huán)境。其原理是調(diào)節(jié)物體表面的太陽吸收比αs和紅外發(fā)射率εh來控制物體的熱平衡。

　　地球同步軌道(GEO)環(huán)境中存在的地磁亞暴環(huán)境有嚴重的充放電效應，極地軌道的沉降電子會造成電荷在衛(wèi)星表面熱控涂層上積累，當超過擊穿閾值時，衛(wèi)星表面將發(fā)生放電，這將對衛(wèi)星產(chǎn)生極大的破壞作用。由于衛(wèi)星外表面大部分被用于溫控的熱控涂層所覆蓋，所以可以通過提高熱控涂層的導電性能來達到防靜電的目的，如在鏡反射熱控涂層外表面鍍一層氧化銦錫透明導電薄膜、在涂料型熱控涂層中添加導電組分等。具有導電性能熱控涂層也被稱為防靜電熱控涂層。

　　ACR-1白漆是一種新型的白色防靜電涂層，采用表面包覆工藝將氧化鋅分散于含有重金屬離子的水溶液中，經(jīng)過濾烘干后在一定的溫度下燒結(jié)，得到防靜電的氧化鋅顏料；然后按一定的顏基比加入AC丙烯酸樹脂溶液和溶劑，采用球磨工藝將涂料的細度研磨后噴涂到衛(wèi)星天線等表面上。因此具有較強的結(jié)合力和可修補性，適于大面積噴涂。試驗研究了，太陽近紫外輻照對防靜電ACR-1白漆的電學性能的影響，并對其性能退化的原因和機理進行了研究。

　　1、輻照試驗

　　試驗是在北京衛(wèi)星環(huán)境工程研究所的空間綜合環(huán)境設(shè)備上進行。試驗所用近紫外源為汞氙燈光源，利用太陽模擬器輻照裝置，具體試驗參數(shù)如表1所列。

表1 真空近紫外輻照試驗參數(shù)表

真空近紫外輻照試驗參數(shù)表