BN-1 超高吸收导电消光镀层性能及其空间环境稳定性研究
2021-12-09程德王景润覃业深赵潋景郭中增王旭光白晶莹李思振
程德,王景润,覃业深,赵潋景,郭中增,王旭光,白晶莹,李思振
(北京卫星制造厂有限公司,北京 100094)
光学构件表面的杂散光会干扰光学相机、星敏感器对正常光学信号的捕捉,从而影响到航天器光学成像的质量以及姿轨控精度[1-2]。为消除内部光线的漫反射等杂散光的影响,光学相机、星敏感器等光学构件表面应镀覆黑色等具有高吸收率的消杂光功能涂镀层。
作为航天器光学构件的关键材料之一,国内外对消杂光功能涂镀层开展了大量研究[3-13]。英国公司开发的Super Black 涂层和Vanta Black 涂层的太阳吸收比αs>0.99,俄罗斯开发的AK-512 涂层、AK-243 涂层以及美国公司开发的Marting Black 涂层、J-black涂层等也实现了应用。我国航天器光学构件应用的多为进口消杂光涂层产品,涂层αs约为0.97。在航天器光学构件消杂光技术研究方面,国内单位以北京卫星制造厂有限公司、中国科学院上海有机化学研究所等单位为主,消杂光技术主要包括铝合金超黑阳极氧化、电镀黑镍、黑铜以及黑色热控涂层等,αs为0.92~0.97。
基于型号研制需求,本项目组开展了BN-1 镀层制备技术研究,以解决航天器光学构件表面导电消光表面处理的需求,BN-1 镀层αs>0.98,接触电阻<5 mΩ,应用状态良好。本文对BN-1 镀层的微观结构、导电消光性能进行了表征,并针对航天器近地轨道环境中存在的大量原子氧以及高真空下的紫外辐照对镀层性能的影响开展了BN-1 镀层空间抗辐照性能测试,从而判断BN-1 镀层的空间环境稳定性。
1 实验
1.1 BN-1 镀层试样制备
BN-1 镀层采用微纳刻蚀的方法在化学镀层表面制备微纳消光结构,在具备超高吸收性能的前提下,保留镀层的导电性。BN-1 为镀层代号。
试验样品为铝合金试片,牌号为2A12T4,规格为40 mm×40 mm×2 mm。按照工艺流程“有机溶剂除油→碱洗→酸洗→浸锌→镀层制备→微纳刻蚀”,制备BN-1 导电消光镀层。其中……
