Remove ads
Космическое материаловедение — раздел междисциплинарной науки материаловедения, изучающий свойства материалов в космическом пространстве.
- Радиационная стойкость и защита. Изучение изменения свойств материалов под воздействием солнечного ветра и при нахождении в радиационных поясах Земли[1]
- Механическая стойкость воздействию микрометеорных частиц[1]
- Испарение материалов в глубоком вакууме[2]
- Воздействие собственной внешней атмосферы космических аппаратов на их материалы и оборудование[1]
- Коррозия в условиях вакуума и/или невесомости[2]
- Изучение свойств материалов в условиях экстремально низких и высоких температур, а также в условиях изменения температуры в широких диапазонах.[2]
Remove ads
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.[1]
Люминесцентную способность стёкол определяют следующие компоненты: окиси кремния SiO2, бария BaO и свинца PbO. Другие компоненты практически не влияют на радиолюминесценцию стекла.[1]
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.[1]:87
После облучения заметная люминесценция наблюдается у стёкол первой группы на протяжении нескольких месяцев. Под действием высоких температур яркость свечения снижается. Происходит, так называемое, температурное тушение люминесценции.[1]:88
Remove ads
Остаточная атмосфера на низких орбитах состоит в основном из атомов кислорода (80%) и молекул азота N2 (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.[1]:124 Поэтому некоторые металлы, в первую очередь Ag, Os, а также углерод и органические материалы, подвержены сильному окислению и эрозии.[1]:126
Материалы наиболее подверженные эрозии под воздействием атомарного кислорода:[1]:127
- Композитные материалы с полимерной основой, графито-эпоксидные композиты, термопластическая резина.
- Твердые смазки: MoS2; 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: MgF2; CaF2.
- Компоненты космической энергетики — солнечные батареи, каптоновые плёнки, серебряные контакты, стеклянные волоконные композиты.
- Отражатели — кремний, акрилы, фтористые полимеры, поликарбонаты, Ag, Al. Защитные покрытия материалов: Ni, SiO2, TiO2, Al2O3, ZnO, Ni/SiO2, ITO, In2O3.
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.[1]:140
| Материал | Реакционная эффективность, Rе, *10−24 [см3∙ат−1] |
|---|---|
| Алюминий | 0 |
| Al2O3 | 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] C4H6O2 | 5,2 |
| PEO[неизвестный термин] C2H4O | 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.[1]:137
Remove ads
Wikiwand in your browser!
Seamless Wikipedia browsing. On steroids.
Every time you click a link to Wikipedia, Wiktionary or Wikiquote in your browser's search results, it will show the modern Wikiwand interface.
Wikiwand extension is a five stars, simple, with minimum permission required to keep your browsing private, safe and transparent.
Remove ads