Космическое материаловедение. Акишин А.И. - 145 стр.

UptoLike

Составители: 

145
Синергические эффекты
Реакционная эффективность,Rе, по отношению к каптону для раз-
личных полимеров, полученные в большинстве лабораторных имитаци-
онных установках, превышают аналогичные данные из полетных экспе-
риментов с высотой орбиты КА 400 км. Одной из наиболее вероятных
причин, по-видимому, является наличие в этих установках синергиче-
ских эффектов, возникающих при одновременном воздействии на испы-
туемые полимеры атомов или ионов кислорода с энергией 5-70 эВ и
ультрафиолетового излучения в интервале длин волн ( λ~115-400 нм ).
Прогноз эрозионного выхода по отношению к каптону каждого типа
полимера в течение полета КА на определенной орбите может быть
сложной задачей, поскольку каждый тип полимера может по-разному
быть чувствителен к синергическим эффектам от сочетания воздействия
разных компонент космической среды в первую очередь ( АК и ВУФ ),
которые невозможно полностью воспроизвести в имитационных экспе-
риментах.
Механизм эрозии полимеров при воздействии атомов кислорода
(АК) c энергией 5 эВ и ВУФ солнечной радиации до конца не ясен,
предполагается, что он связан с многоступенчатыми плазмохимически-
ми и фотохимическими реакциями на поверхности облучаемых полиме-
ров. Предполагается, что первый шаг воздействия АК с поверхностью
полимера приводит к отрыву атома водорода (Н) и образованию (OH),
при этом поверхность полимера обогащается свободными радикалами.
По-видимому, АК рвет также химические связи: Св полимере, а да-
лее протекают химические реакции: О+С→СО; СО+О→СО
2
. Потеря
массы полимера, в основном определяется за счет летучих продуктов
эрозии : СО
2
; СО; OH. На эти многоступенчатые эрозионные процессы
оказывает заметное влияние интенсивность и спектральный состав
ВУФ и УФ. На эффективность синергических процессов при воздейст-
вии АК и ВУФ на полимеры могут также оказывать сопутствующие
факторы: наличие заряда и электрического поля на поверхности поли-
мера, соотношение между микрокристаллической и аморфной фазами в
полимере, термоцикличность и пр.
Выявлено, что для большинства полимеров можно предсказать тек-
стуру (шероховатость) поверхности, возникающую после воздействия
потока атомов или ионов кислорода с энергией 5-10 эВ, если известна
реакционная эффективность, Rе, полимера. Для иллюстрации особен-
ностей механизма возникновения синергических эффектов на рис.21,22
приведены зависимости этих эффектов, связанные с образованием на
поверхности шероховатости, обусловленной индивидуальным воздей-
ствием АК или ВУФ, а также комплексным воздействием ( АК+ВУФ )
                      Синергические эффекты
   Реакционная эффективность,Rе, по отношению к каптону для раз-
личных полимеров, полученные в большинстве лабораторных имитаци-
онных установках, превышают аналогичные данные из полетных экспе-
риментов с высотой орбиты КА 400 км. Одной из наиболее вероятных
причин, по-видимому, является наличие в этих установках синергиче-
ских эффектов, возникающих при одновременном воздействии на испы-
туемые полимеры атомов или ионов кислорода с энергией 5-70 эВ и
ультрафиолетового излучения в интервале длин волн ( λ~115-400 нм ).
Прогноз эрозионного выхода по отношению к каптону каждого типа
полимера в течение полета КА на определенной орбите может быть
сложной задачей, поскольку каждый тип полимера может по-разному
быть чувствителен к синергическим эффектам от сочетания воздействия
разных компонент космической среды в первую очередь ( АК и ВУФ ),
которые невозможно полностью воспроизвести в имитационных экспе-
риментах.
   Механизм эрозии полимеров при воздействии атомов кислорода
(АК) c энергией 5 эВ и ВУФ солнечной радиации до конца не ясен,
предполагается, что он связан с многоступенчатыми плазмохимически-
ми и фотохимическими реакциями на поверхности облучаемых полиме-
ров. Предполагается, что первый шаг воздействия АК с поверхностью
полимера приводит к отрыву атома водорода (Н) и образованию (OH),
при этом поверхность полимера обогащается свободными радикалами.
По-видимому, АК рвет также химические связи: С-С в полимере, а да-
лее протекают химические реакции: О+С→СО; СО+О→СО2 . Потеря
массы полимера, в основном определяется за счет летучих продуктов
эрозии : СО2 ; СО; OH. На эти многоступенчатые эрозионные процессы
оказывает заметное влияние интенсивность и спектральный состав
ВУФ и УФ. На эффективность синергических процессов при воздейст-
вии АК и ВУФ на полимеры могут также оказывать сопутствующие
факторы: наличие заряда и электрического поля на поверхности поли-
мера, соотношение между микрокристаллической и аморфной фазами в
полимере, термоцикличность и пр.
   Выявлено, что для большинства полимеров можно предсказать тек-
стуру (шероховатость) поверхности, возникающую после воздействия
потока атомов или ионов кислорода с энергией 5-10 эВ, если известна
реакционная эффективность, Rе, полимера. Для иллюстрации особен-
ностей механизма возникновения синергических эффектов на рис.21,22
приведены зависимости этих эффектов, связанные с образованием на
поверхности шероховатости, обусловленной индивидуальным воздей-
ствием АК или ВУФ, а также комплексным воздействием ( АК+ВУФ )
                                 145