Деградація полімерних плівок космічних апаратів при тривалій дії потоків атомарного кисню і вакуумного ультрафіолетового випромінювання
Рубрика:
| Шувалов, ВО, Токмак, МА, Резніченко, МП |
| Косм. наука технол. 2015, 21 ;(5):57–68 |
| https://doi.org/10.15407/knit2015.05.057 |
| Мова публікації: російська |
Анотація: Розроблено процедуру визначення деградації масових та геометричних характеристик полімерних (полііміди kapton-H, ПМ-1Е, тефлон FEP i поліетилен) плівок — конструкційних матеріалів КА — під час тривалої дії надзвукових потоків атомарного кисню та вакуумного ультрафіолетового випромінювання. Визначено порогові значення відношення потоку енергії ультрафіолетового випромінювання до потоку атомарного кисню при виникненні синергетичного ефекту втрати маси полімерними плівками kapton-H, ПМ-1Е і поліетилену, для тефлону FEP синергетичного ефекту не виявлено. |
| Ключові слова: атомарний кисень, вакуумне ультрафіолетове випромінювання, деградація, космічний апарат, полімер, синергетичний ефект |
References:
1. Акишин А.И., Гужова С.К. Взаимодействие ионосферной плазмы с материалами и оборудованием космических аппаратов // Физ.и хим.обработки материалов.— 1993.— № 3.— С.40 —47.
2. Ананьева О.А., Милинчук В.К., Загорский Д.Л. Исследование односторонне алюминированных полиимидных пленок, экспонированных на орбитальной космической станции «Мир » // Химия высок.энергий.— 2007.— 41, № 6.— С.445.
3. Верховцева Э.Т., Яременко В.И., Телепнев Д.Г. Газоструйный имитатор ВУФ и УМР-излучения Солнца и его воздействие на материалы // Космічна наука і технологія.— 1998.— 4, № 2/3.— С.102 —109.
4. Войценя В.С., Гужова С.К., Титов В.И. Воздействие низкотемпературной плазмы и электромагнитного излучения на материалы.— М.: Энергоатомиздат, 1991.— 224 с.
5. ГОСТ Р 25645.338-96. Материалы полимерные для космической техники. Требования к испытаниям на стойкость к воздействию вакуумного ультрафиолетового излучения.— Введ.03.12.96.— М.: Госстандарт России, 1996.— 16 с.
6. Гуревич А.В., Шварцбург А.В. Нелинейная теория распространения радиоволн в ионосфере.— М.: Наука, 1973.— 273 с.
7. Джонсон Ф.С. Солнечное излучение // Околоземное космическое пространство / Под ред.Ф.С.Джонсона.— М.: Мир, 1966.— 191 с.
8. Кувалдина Е.В., Любимов В.К., Максимов А.И. и др. Исследование температурных зависимостей скоростей травления полиимидной пленки в плазме // Химия высок.энергий.— 1990.— 24, № 5.— С.471 —474.
9. Кувалдина Е.В., Любимов В.К., Рыбкин В.В. Константа скорости и вероятность взаимодействия атомарного кислорода с полиимидной пленкой // Химия высок.энергий.— 1992.— 26, № 5.— С.475 —478.
10. Милинчук В.К., Клиншпонт Э.Р., Шелухов И.П. и др. Деградация полимерных материалов на орбитальной космической станции «Мир» // Изв. высш. учеб. заведений. Ядерная энергетика.— 2002.— №2.— С.108.
11. Никифоров А.П., Терновой А.И., Самсонов П.В. и др. Проблемы изучения механизма взаимодействия вакуумного УФ-излучения и гипертермического атомарного кислорода (5 эВ) с полимерными материалами космических летательных аппаратов // Хим.физика.— 2002.— 21, №5.— С.73 —82.
12. Новиков Л.С. Современное состояние и перспектива исследований взаимодействия космических аппаратов с окружающей средой // Модель космоса: Научно-информационное издание. В 2 т. Т.2 /Под ред. М.И.Панасюка, Л.С.Новикова.— М.: КДУ, 2007.— С.10 —38.
13. Новые наукоемкие технологии в технике: В 24 т. Т.17. Воздействие космической среды на материалы и оборудование космических аппаратов/ Под ред. К.С.Касаева.— М: ЗАО НИИ ЭНЦИТЕХ, 2000.— 280 с.
14. Переверзев Е.С. Модели накопления повреждений в задачах долговечности.— Киев: Наук.думка, 1995.— 360 с.
15. Черник В.Н., Наумов С.Ф., Демидов С.А. и др. Исследования полиимидных пленок с защитными покрытиями для космических аппаратов // Перспективные матер.— 2000.— № 6.— С.14 —20.
16. Шишацкая Л.П., Яковлев С.А., Волкова Г.А. Газоразрядные лампы для вакуумной УФ-области спектра // Оптич.журн.— 1995.— № 7 — С.72 —74.
17. Шувалов В.А., Кочубей Г.С., Приймак А.И. и др. Контактная диагностика высокоскоростных потоков разреженной плазмы // Теплофиз.высоких температур.— 2005.— 43, № 3.— С.343—351.
18. Шувалов В.А., Кочубей Г.С., Приймак А.И. и др. Изменение свойств материалов панелей солнечных батарей КА под воздействием атомарного кислорода // Космич.исслед.— 2007.— 45, № 4.— C.314 —324.
19. Шувалов В.А., Письменный Н.И., Кочубей Г.С., Токмак Н.А. Потери массы полиимидных пленок космических аппаратов при воздействии атомарного кислорода и вакуумного ультрафиолетового излучения // Космич.исслед.— 2014.— 52, № 2.— С.106 —112.
20. Шувалов В.А., Чурилов А.Е., Быстрицкий М.Г. Диагностика потоков импульсной плазмы зондовыми, СВЧ-и фотометрическим методами // Теплофиз.высоких температур.— 2000.— 38, № 6.— С.877—885.
21. Allegri G., Corradi S., Marchetti M., et al. On the Degradation on Polymeric Thin Films in LEO Space Environment // Proc.9 th Int.Symp.on Materials in a Space Environment.— Noordwijk, 2003.— ESA SP-540.— P.255 —262.
22. Banks B.S., Backus J.A., Manno M.V. Prediction of atomic oxygen erosion yield for spacecraft polymers // J.Spacecraft and Rockets.— 2011.— 48, N 1.— P.14 —22.
23. Chernic V.N., Novikov L.S., Akishin A.I. About adequacy of ground-based tests of polymers at higher atomic oxygen energy (20 —30 eV)// Proc.10 th Int.Symp.on Materials in a Space Environment and 8 th Int.Conf.on Protection of Materials and Structures in a Space Environment (Collioure, France, 2006).— Noordwijk: ESTEC, 2006.— P.127—132.
24. De Groh K. Investigation of Teflon FEP embrittlement on spacecraft in low earth orbit// Proc.7 th Intern.Symp.on Materials in Environment.Toulouse, France, 1997.— Noordwijk: ESTEC, 1997.— P.255 —266.
25. De Groh K., Smith D. Analysis of metallized teflon thin film materials performance on satellites// J.Spacecraft and Rockets.— 2004.— 41, N 3.— P.322 —325.
26. ECSS-E-10-04A. Параметры космического пространства.— Действует с 21 января 2000 г.— Noordwijk: ESTEC, 2000.— 219 p.
27. Grossman E., Gouzman I. Space environment effects on polymers in low earth orbit // Nucl. Instrum. and Meth. in Phys. Res.— 2003.— B208.— P.48 —57.
28. Grossman E., Gouzman I., Lempert G., et al. Assessment of atomic — oxygen flux in low — Earth orbit ground simulation facilities // J.Spacecraft and Rockets.— 2004.— 41, N3.— P.356 —368.
29. Grossman E., Lifshits Y., Wolan J., et al. In situ erosion study of kapton using novel hyperthermal oxygen atom source // J.Spacecraft and Rockets.— 1999.— 36, N1.— P.75 —86.
30. Koontz S., King G., Dunnet A., Kirkendahl T. Intelsat solar array coupon atomic oxygen flight experiment // J.Spacecraft and Rockets.— 1994.— 31, N 3.— P.475 —481.
31. Koontz S., Leger L., Albyn K., Cross J. Vacuum ultraviolet radiation / Atomic oxygen synergism in materials reactivity // J.Spacecraft and Rockets.— 1990.— 27, N 3.— P.346 —355.
32. Koontz S.L., Leger L.J., Rickman S.L., et al. Oxygen Interactions with material. III.Mission and induced environments // J.Spacecraft and Rockets.— 1995.— 32, N 3.— P.475 —482.
33. Koontz S., Leger L., Visentine J. EOIM-III Mass spectrometry and polymer chemistry: STS-46, July — August 1992 // J.Spacecraft and Rockets.— 1995.— 32, N 3.— P.483 —494.
34. Miller S., Banks B., Waters D. Investigation into the differences in atomic oxygen erosion yields of materials in ground based facilities compared to those in LEO // Proc. 10 th Int.Symp.on Materials in a Space Environment and 8 th Int.Conf.on Protection of Materials and Structures in a Space Environment (Collioure, France, 2006).— Noordwijk: ESTEC, 2006.— P.120 —126.
35. Naddaf M., Balasubramanian C., Alegaonkar P.S., et al. Surface interaction of polyimide with oxygen ECR plasma // Nucl.Instrum.and Meth.in Phys.Res.— 2004.— B222 .— P.135 —144.
36. Paillons A. Spacecraft surface exposure to atomic oxygen in LEO // Technol.Environment spatial.— Toulous: ESA, 1987.— P.353 —375.
37. Pippin H.G. Final report of analysis of Boeing specimens from on the effects of space environment on materials experiment. Appendix B.— Hampton: NASA Langley Research Center, 2008.— VA 23681 –2199.— 10 p.
38. Shimamura A., Miyazaki E. Investigation into synergistic effects of atomic oxygen and vacuum ultraviolet // J.Spacecraft and Rockets.— 2009.— 46, N 2.— P.241 —254.
39. Tagawa M. Atomic Oxygen — Induced polymer degradation phenomena in simulated LEO.space environments: How do polymers react in a complication space environment // Acta Astron.— 2008.— N62.— Р.203 —210.
40. Tagawa M., Yokota K., Ohmae N. Synergistic study on atomic oxygen-induced erosion of polyethylene with vacuum ultraviolet // J.Spacecraft and Rockets.— 2004.— 41, N 3.— P.345 —349.
41. Yokota K., Ikeda K., Tagawa M., et al. Synergistic effect of vacuum ultraviolet on a atomic oxygen-induced erosion of fluorinated polymer // Proc.10 th Int. Symp. on Materials in a Space Environment Colloure and 8 th Int.Conf.on Protection of Materials and Structures in a Space Environment.— Noordwijk: ESTEC, 2006.— P.127 —132.
42. Yokota K., Seikyu S., Tagawa M., et al. A quantitative study in synergistic effects of atomic oxygen and ultraviolet regarding polymer erosion in LEO space environment // Proc.9 th Int.Symp.on Materials in a Space Environment.— Noordwijk: ESTEC, 2003.— P.265 —273.
43. Yokota K., Tagawa M. Comparison polyethylene and polyimid as a fluence monitor of atomic oxygen // J.Spacecraft and Rockets.— 2007.— 44, N 2.— P.434 —439.
44. Zimcik D.G., Maag C.R. Results of apparent atomic oxygen reactions with spacecraft materials during Shuttle flight STS-41g // J.Spacecraft and Rockets.— 1988.— 25, N 2.— P.162 —168.
45. Zimcik D.G., Wertheimer M.R., Balmain K.B., et al. Plasma-deposited protective coating for spacecraft applications // J.Spacecraft and Rockets.— 1991.— 28, N 6.— P.652 —657.