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空间辐照模拟环境对消杂光热控涂层性能的影响

2020-02-03平托周颖余成武李春江白晶莹郑琰孟腾张家强

表面技术 2020年12期

平托,周颖,余成武,李春江,白晶莹,郑琰,孟腾,张家强

(1.北京卫星制造厂有限公司,北京 100094;2.国家知识产权局专利局专利审查协作北京中心,北京 100160;3.北京控制工程研究所,北京 100094)

空间在轨条件下,由于没有热传导与热对流,因此航天器热量传递的方式主要通过热辐射形式进行。热控涂层是目前热控设计应用中最广泛的热辐射性能材料,通过改变航天器表面的太阳吸收比(αS)和半球发射率(εH)来实现航天器表面的温度控制[1-3]。消杂光热控涂层是一种主要应用于空间相机与星敏感器等光学载荷的吸光型热控涂层,凭借其超高的太阳吸收比,从而抑制光学系统外部及内部杂散光,对提高光学载荷成像信噪比、对比度与识别精度起到决定性的作用[4-6]。

由于空间消杂光热控涂层对航天器光学载荷的重要作用,促使世界上许多航天强国对这种热控涂层都开展了大量研究,也开发出了多种不同牌号的性能优越的产品。美国实现应用的有Marting Black 黑色涂层、Aeroglaze®Z306 涂层和J-black 涂层。英国国家物理研究室(NPL)开发出了太阳吸收比大于0.99的超级涂层(Super Black),Surrey nanosystmes 公司生产出了Vanta Black 黑色涂层。俄罗斯实现了AK- 512 与AK-243 黑色等涂层的应用。我国目前航天应用的多为进口消杂光热控涂层产品,太阳吸收比只能达到0.97,这对我国航天器实现高精度探测与定位造成一定的技术限制[7-9]。

航天器在轨条件下,消杂光热控涂层作为星体外表面热控涂层,处于最恶劣的空间极端环境中。高真空下的紫外辐照、电子辐照以及质子辐照,会使得涂层性能退化,影响消杂光与热控性能[10-12]。……

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