keV质子辐照Kapton/Al的能量传输过程

采用TRIM和SRIM2003软件模拟计算了10—300keV能量区间质子辐照Kapton/Al的能量传输过程. 依据模拟结果选取了辐照能量参数, 在室温真空条件下, 采用空间综合辐照设备对Kapton/Al进行了质子辐照. 借助于表面红外光谱技术, 对Kapton的重要官能团特征峰做了定量分析, 通过特征峰处吸光度的变化得到了典型分子键的损伤截面. 平均损伤截面和电子能损的强烈依赖关系及TRIM计算结果一致说明keV质子辐照Kapton/Al的辐照损伤主要来自电子能损效应. 太阳吸收比的变化趋势和模拟结果都表明在入射能量80keV附近, 质子辐照Kapton/Al的辐照效应最大.     

电子辐照对ZnO／K2SiO2型热控涂层光学性能的影响

研究了电子辐照对ZnO/K2SiO2型热控涂层光学性能的影响,采用10,30,50和70keV的电子对试样进行辐照。在辐照前后对每一个试样的光谱反射系数进行了原位测量。根据Johnson太阳光谱分布计算了涂层的太阳光谱吸收系数,分析了电子能量对光谱反射系数和太阳光谱吸收系数的影响,并对红外区光谱反射系数的变化结果进行了讨论。实验结果发现电子辐照后ZnO/K2SiO2涂层的光学性能发生严重退化,退化程度取决于电子能量,随电子能量的增大而增大。     

电子辐照对ZnO/K_2SiO_3型热控涂层光学性能的影响

研究了电子辐照对 Zn O/K2 Si O3 型热控涂层光学性能的影响。采用 1 0 ,3 0 ,50和 70 ke V的电子对试样进行辐照。在辐照前后对每一个试样的光谱反射系数进行了原位测量。根据 Johnson太阳光谱分布计算了涂层的太阳光谱吸收系数。分析了电子能量对光谱反射系数和太阳光谱吸收系数的影响 ,并对红外区光谱反射系数的变化结果进行了讨论。实验结果发现电子辐照后 Zn O/K2 Si O3 涂层的光学性能发生严重退化 ,退化程度取决于电子能量 ,随电子能量的增大而增大。     

电子与太阳电磁射线综合辐照对Teflon FEP/Al光学性能的影响

 在30keV的电子、质子单独辐照及电子与太阳电磁射线综合辐照作用下，对Teflon FEP/Al第二表面镜光学性能的演化进行了研究。试验结果表明，在相同辐照通量与能量乘积的情况下，电子与质子单独辐照后Teflon FEP/Al涂层材料的太阳吸收比变化相同，故可用电子与太阳电磁射线综合辐照简化地面模拟加速试验。Teflon FEP/Al光学性能退化动力学曲线可描述成加速系数与辐照时间乘积（称为当量辐照时间）的指数函数形式。在当量辐照时间相同的情况下，太阳吸收比的变化与加速系数无关。     

keV 质子辐照对Kapton/Al光学性能的影响

 采用空间综合辐照设备对Kapton/Al薄膜进行了质子辐照地面模拟试验，选取质子能量90 keV,辐照通量5.0×10¹¹ cm¹²·s^-1。通过辐照前后光谱反射系数的变化考察了实验样品的光学性能退化特征。借助于反射光谱和紫外-可见吸收光谱和傅里叶转换红外光谱分析技术分析了辐照后Kapton/Al光学性能的退化机理。研究结果表明：辐照过程中样品表面发生了复杂的化学反应，随着辐照剂量的增加光能隙逐渐减小，Kapton吸收曲线的末端边缘发生红移并且在可见光区吸收强度增加。     

电子通量对ZnO/K2SiO3热控涂层光学性能的影响

 研究了电子通量对ZnO/K₂SiO₃热控涂层光学性能的影响。分别采用通量为5×10¹¹/cm²·s，8×10¹¹/cm²·s，1×10¹²/cm²·s 和5×10¹²/cm²·s的电子对试样进行辐照。电子辐照下涂层的光学性能发生了退化，并且发现了退化涂层在空气中的“漂白”现象。分析了ZnO/K₂SiO₃热控涂层光学性能的退化机制，同时讨论了电子通量对太阳光谱吸收系数的影响。实验结果发现，在5×10¹¹～1×10¹²/cm²·s的电子通量范围内，电子通量对ZnO/K₂SiO³热控涂层光学性能的影响相同。因此在这个电子通量范围内，采用加速地面试验来模拟空间的电子辐照效应是有效的。     

原子氧与紫外综合辐照下Kapton/Al结构变化

在激光源原子氧地面模拟设备中对Kapton/Al薄膜二次表面镜进行了原子氧与紫外综合辐照实验,研究了Kapton/Al薄膜质量及太阳吸收比的变化,重点关注了实验前后Kapton/Al薄膜表面结构及成份的改变。结果表明:Kapton/Al薄膜二次表面镜的质量随辐照时间的增加逐渐减小,太阳吸收比的变化趋势与之相反,随辐照时间的增加逐渐增大;综合辐照后Kapton/Al薄膜表面主要官能团数量呈下降趋势;综合辐照过程中材料表面C-C键、C-N键的破坏及在原子氧和紫外环境中重新结合成新的化学结构是造成Kapton/Al薄膜性能退化的主要微观机制,气体小分子的挥发是造成Kapton/Al薄膜质量损失的主要原因。     

电子辐照ITO/F46/Ag热控涂层的电学性能退化及损伤机理

对ITO/F46/Ag热控涂层进行了电子辐照地面模拟试验,探讨了其表面电阻率随电子辐照注量的退化规律,并借助扫描电镜(SEM)对其表面形貌变化进行了研究。通过SEM分析发现,涂层表面发生了严重的损伤效应,有裂纹、碎片和熔蚀现象出现。对涂层的损伤机理进行了分析,并给出了电子辐照ITO/F46/Ag热控涂层的表面碎裂损伤模型。     

热控涂层光学性能退化模型研究

在实验研究成果的基础上,给出了热控涂层在空间辐照作用下的退化模型,接着用渐变折射率的概念对复折射率材料热控涂层的光学性能进行了分析,得到了退化前后热控涂层光学性能变化的表达式,最后对热控涂层光学性能退化模型的应用进行了探讨. 关键词： 热控涂层 渐变折射率 辐照 退化     

110keV质子辐照对温控涂层性质的影响

实验研究了1.0×10¹¹—1.0×10¹⁷p/cm²通量范围内110keV质子辐照引起的温控涂层热光性能的变化. 实验表明, 在1.0×10¹¹p/cm²通量辐照下6种温控涂层材料的相对光反射率基本没有变化,当辐射通量在1.0×10¹²—1.0×10¹⁶p/cm²范围变化时,某些低吸收率的温控涂层的太阳吸收率随着辐射通量增加先变小而后又增大.这一特性对于制备更低太阳吸收率的温控涂层具有应用价值.     

Variation of optical properties of temperature-control coatings of space vehicles subject to solar wind protons

A decomposition of the induced absorption bands of zinc oxide powders and ZnO-based temperature-control coatings of space vehicles containing organic and inorganic binders is performed after irradiation by protons. The influence of the type of energy losses on the laws governing the formation of color centers following irradiation of the coatings by protons at different energies is demonstrated. Aspects in the growth of the intensity of the individual components as a function of the proton flux are studied. It is established that different types of electron and vacancy color centers obey power and exponential laws. The buildup of free electrons is described by a power law. Tomsk Polytechnic Institute. Translated from Izvestiya Vysshikh Uchebnykh Zavedenii, Fizika, No. 6, pp. 83–88, June, 1998.     

Study of the optical properties of a reflecting coating prepared from a Kapton film with deposited aluminum

The effect of the flux density, the flux, and the energy of electrons on the change in reflection spectra and the total solar radiation absorption by the reflecting coating of a space vehicle fabricated from a Kapton film with deposited aluminum in the People's Republic of China is investigated. Tomsk Polytechnic University. Translated from Izvestiya Vysshikh Uchebnykh Zavedenii, Fizika, No. 7, pp. 29–34, July, 2000.     

耐高温CrAlON基太阳能光谱选择性吸收涂层的制备与热稳定性

光谱选择性吸收涂层是太阳能光-热利用技术的核心部件,直接决定着整个系统的转换效率,为了提高涂层的选择吸收性和热稳定性,本文提出以金属氮化物替代金属纳米颗粒,构建纳米晶-非晶异质结构的思路,并采用多弧离子镀制备了Cr/CrAlN/CrAlON/CrAlN/CrAlON/CrAlO多吸收层光谱选择性吸收涂层,其吸收率达0.90,发射率为0.15,而且在500℃、大气条件下时效220 h后,涂层的吸收率升至0.94,发射率则降至0.10,并且能够保持稳定1000 h以上.微观组织分析表明,高温时效处理后,吸收层发生部分晶化形成了大量氮化物纳米颗粒,增加了对太阳光的散射和吸收,而CrAlO减反射层中的部分晶化形成了Al2O3和Cr2O3纳米颗粒,这不仅可以保护内部涂层不被氧化,而且Al2O3的形成可以增加太阳光的透过率,减少涂层表面反射,是多吸收层CrAlON基光谱选择性吸收涂层选择吸收性能提高的主要原因.同时,氮化物纳米颗粒被非晶基体均匀地分隔开来,形成了纳米晶-非晶异质结构,非晶在高温时效处理过程中只发生结构弛豫,从而有效地抑制了高温条件下的原子扩散,保证涂层中的纳米颗粒在高温下不发生明显团聚,这是多吸收层CrAlON基涂层具有良好热稳定性的最主要原因.这些研究结果对提高金属陶瓷光谱选择性吸收涂层的综合性能,实现更高效率的太阳能光-热利用具有重大意义.