Исследование явлений блистеринга и флекинга в материалах космической оптики под воздействием факторов космического пространства.
Рубрика:
Абраимов, ВВ, Лура, Ф, Боне, Л, Величко, НИ, Маркус, АМ, Агашкова, НН, Мирзоева, ЛА |
Косм. наука технол. 1995, 1 ;(2):39-54 |
https://doi.org/10.15407/knit1995.02.039 |
Язык публикации: русский |
Аннотация: В работе представляются результаты экспериментального исследования взаимодействия факторов космического пространства — излучения протонов и электронов (с энергиями Е = 160 кэВ), излучения заатмосферного Солнца (включая ВУФ-излучение) в интервале длин волн 11 5—2500 нм на отражающую способность зеркал масштабных моделей ИК-приборов и других материалов космической оптики. Обнаружено явление блистеринга и флекинга — образование на поверхности диэлектрических материалов (зеркала, стекла и др.) сложных дефектных структур в виде круглых углублений кратерообразной формы размером 2—5 мкм (явление флекинга), а также вздутий пленки алюминия и серебра над поверхностью зеркал размерами 10—50 мкм (блистеринг) при их облучении протонами с энергией £=160 кэВ.
Экспериментально обнаружено, что процесс блисте-рообразования и флекинга происходит скачкообразно за малое Ат = 1—2 с время по достижении критической дозы облучения Фкр, которая при температуре Т = 340 К оказалась равной Фкр ~ — 6-10 см . Показано, что плотность блистеров и дефектов флекинга существенно зависит от дозы облучения и температуры облучающихся зеркал. Данное явление объясняется образованием водорода при рекомбинации протона с электроном (р + е -» Н) в веществе, который собирается в пузырьки, лежащие в тонком приповерхностном слое стекла на длинах пробега протонов £р+= 2 мкм. При достижении давления водорода в полостях, превышающих предел прочности материалов космической оптики Of, наступает хрупкое разрушение стекла с зеркальными покрытиями и защитным слоем (флекинг) или вспучивание пластичных пленок алюминия (и серебра) над поверхностью зеркал. В обоих случаях наблюдается своеобразная «космическая эрозия» поверхности зеркал, которая приводит к существенному уменьшению их отражающей способности в широком спектральном интервале. Полученные в работе экспериментальные результаты трактуются в рамках существующих моделей блистерообразования при воздействии ионов гелия (Не ) и дейтерия (D ) на металлические материалы, используемые при создании термоядерного реактора. Данные экспериментов качественно согласуются с теорией блистеринга, развитой Ю. В. Мартыненко.
|
Ключевые слова: блистеринг, космическая оптика, флекинг |
References:
Абраимов В. В., Агашкова Н. Н., Будняк И. В. и др. Влияние низких температур, радиации и глубокого вакуума на физико-механические свойства полимерных светопоглощающих покрытий // ФизХОМ.—1992.—№ 2.—С. 26—29.
Абраимов В. В., Агашкова Н. Н., Соловьев В. Н. и др. Термостойкость светопоглощающих покрытий в интервале температур 4.2—300 К // ФизХОМ.—1989.—№ 6.— С. 83—87.
Абраимов В. В., Бочаров К. Ш., Галуза А. И., Удовенко В. Ф. Влияние электромагнитного излучения в области 5— 2500 нм на механические и оптические свойства некоторых полимерных материалов // Радиационная стойкость органических материалов в условиях космоса. — М.: НИИТЭ-ХИМ, 1989.—С. 23—30.
Веркин Б. И., Удовенко В. Ф., Абраимов В. В., Бочаров К. Ш. Влияние электромагнитного излучения в области 0.01—25 мкм на механические свойства некоторых полимерных материалов // Космическая наука и техника. —1988.— Вып. 3.—С. 54—57.
Вернов С. Н. (ред.) Моделирование воздействия космической среды на материалы и оборудование космических летательных аппаратов // Модель космического пространства. — М.: НИИЯФ МГУ, 1983.—Т. 2.—771 с.
Гусева М. И., Мартыненко Ю. В. Радиационный блистеринг // Успехи физ. наук.—1981.—135, вып. 4.—С. 671—691.
Маркус А. М., Удовенко В. Ф. и др. Установка для комплексных работ по радиационной физике твердого тела // ПТЭ.— 1986.—№ 3.—С. 211—213.
Мартыненко Ю. В. Теория блистеринга. — М.: Ин-т атомной энергии им. И. В. Курчатова, 1979.—40 с.
Abraimov V. V., Lura Г., Bohne L., et. al. Untersuchung von Erscheinungen nichtlinearen Degradation der physikalisch-me-chanischen Eingenschaften von Materialien unter dem Einfluss Kosmischer Umgebungsfaktor // Deutscher Luft und Raumfart Kongress DGLR. — Berlin, 1993.—P. 80—91.
Das S. K., Kaminsky M. Radiation blistering of polycrystalline niobium by helium - ion implantation // J. Appl. phys.— 1973.—44, N 1.—P. 25—31.
Das S. K., Kaminsky M., et al. Correlation between blister skin thickness the maximum in the damage — energy distribution, and projected ranges of He+ ions in metals // Appl. phys. Lett—1975.—27, N 10.—P. 521—523.
Evans J. H. Formation of blisters in Mo bombarded with Helium // Nature.—1973.—256, N 5515.—P. 299—300.
Primak W., Luthra J. Radiation blistering: Interferometric and microscopic observations of Oxides, Silicon, and Metals // J. Appl. phys.—1966.—37, N 6.—P. 2287—2294.