Радиационная стойкость покрытия для космических аппаратов, полученного принтерной печатью

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

Представлены результаты исследований изменений спектров диффузного отражения и интегрального коэффициента поглощения солнечной радиации (as) терморегулирующего покрытия класса “Оптические солнечные отражатели” для космических аппаратов при облучении электронами. Диэлектрическую керамическую пасту, состоящую из наполнителя — измельченного поликора (Al2O3) и растворителя с загустителем (терпинеол с этилцеллюлозой), наносили 3D-принтером на подложку. Затем осуществляли прогрев при 150 °C и отжиг при 850 °C, получали “белое” покрытие с высоким коэффициентом отражения и малым коэффициентом поглощения as, удовлетворяющим требованиям и стандартам терморегулирующего покрытия рассматриваемого класса. Радиационная стойкость полученного покрытия на основе диэлектрической керамической пасты сравнима со стойкостью высокостабильного покрытия на основе пигмента ZnO с жидким литиевым стеклом и значительно выше стойкости плазменнонапыленного покрытия — шпинели MgAl2O4.

Full Text

Restricted Access

About the authors

М. М. Михайлов

Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники

Email: yusalek@gmail.com
Russian Federation, Томск

С. А. Артищев

Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники

Email: yusalek@gmail.com
Russian Federation, Томск

А. Н. Лапин

Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники

Email: yusalek@gmail.com
Russian Federation, Томск

С. А. Юрьев

Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники

Author for correspondence.
Email: yusalek@gmail.com
Russian Federation, Томск

В. А. Горончко

Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники

Email: yusalek@gmail.com
Russian Federation, Томск

Н. С. Труфанова

Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники

Email: yusalek@gmail.com
Russian Federation, Томск

О. А. Михайлова

Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники

Email: yusalek@gmail.com
Russian Federation, Томск

Д. С. Федосов

Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники

Email: yusalek@gmail.com
Russian Federation, Томск

References

  1. Kauder L. Spacecraft Thermal Control Coatings References. 2005. NASA Technical Publication 20070014757. https://ntrs.nasa.gov/citations/20070014757
  2. Михайлов М. М. Спектры отражения терморегулирующих покрытий космических аппаратов. Т. 1. Томск: Изд-во Томского ун-та, 2007. 314 с.
  3. Yanchao X., Hong G., Ming W. et al. Review of Spacecraft Thermal Control Materials and Applications // Materials Reports. 2022. V. 36. Iss. 22. Art. ID. 22050193–6.
  4. Kositsyn L. G., Mikhailov M. M., Kuznetsov N. Y. et al. Apparatus for study of Diffuse — Reflection and Luminescence Spectra of Solids in Vacuum // Instruments and Experimental Techniques. 1985. V. 28. P. 929–932.
  5. ASTM E490–00a(2019) Standard Solar Constant and Zero Air Mass Solar Spectral Irradiance Tables, 2022. https://www.astm.org/e0490–00ar19.html.
  6. ASTM E903–12 Standard Test Method for Solar Absorptance, Reflectance, and Transmittance of Materials Using Integrating Spheres, 2012.
  7. Boumaza A., Djelloul A., Guerrab F. Specific signatures of α-alumina powders prepared by calcination of boehmite or gibbsite // Powder Technology. 2010. V. 201. P. 177–180. doi: 10.1016/j.powtec.2010.03.036.
  8. Hosseini S. A., Niaei A., Salari D. Production of γ-Al2O3 from Kaolin // Open J. Physical Chemistry. 2011. V. 1. P. 23–27. doi: 10.4236/OJPC.2011.12004.
  9. Roscoe J. M., Abbatt J. P.D. Diffuse Reflectance FTIR Study of the Interaction of Alumina Surfaces with Ozone and Water Vapor // J. Physical Chemistry A. 2005. V. 109. P. 9028–9034. doi: 10.1021/jp050766r.
  10. Clament Sagaya Selvam N., Thinesh Kumar R., John Kennedy L. et al. Comparative Study of Microwave and Conventional Methods for the Preparation and Optical Properties of Novel MgO-Micro and Nano-Structures // J. Alloys and Compounds. 2011. V. 509. P. 9809–9815. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2011.08.032.
  11. Stomp M., Huisman J., Stal L. J. et al. Colorful niches of phototrophic microorganisms shaped by vibrations of the water molecule // The ISME Journal. 2007. V. 1. P. 271–282.
  12. Mikhailov M. M. Change in activation energy of surface conduction in polycrystalline zinc oxide upon irradiation by electrons // Soviet Physics J. 1984. V. 27. P. 624–627.
  13. Kristianpoller N., Rehavi A., Shmilevich A. et al. Radiation effects in pure and doped Al2O3 crystals // Nuclear Instruments and methods in Physics Research. Section B. 1998. V. 141. P. 343–346. doi: 10.1016/S0168-583X(98)00096-2.
  14. Evans B. D., Pogatshnik G. J., Chen Y. Optical properties of lattice defects in α-Al2O3 // Nuclear Instruments and Methods in Physics Research. Section B. 1994. V. 91. P. 258–2 62.
  15. Watcharatharapong T., T-Thienprasert J., Limpijumnong S. Theoretical Study of Optical Properties of Native Point Defects in α-Al2O3 // Integrated Ferroelectrics. 2014. V. 156. P. 79–85. doi: 10.1080/10584587.2014.906290.
  16. Levy P. Color Centers and Radiation-Induced Defects in Al2O3 // Physical Review. 1961. V. 123. P. 1226–1233.
  17. Aluker E.D., Gavrilov V. V., Chernov S. A. Short-lived Frenkel defects in α-Al2O3 // Physica Status Solidi. Section B. 1992. V. 171. P. 283–288.
  18. Mikhailov M. M. Optical properties and radiation stability of Metal Oxide Powders modified with Nanoparticles. V. 6. Tomsk: Publ. House TUSUR, 2019. 312 p.
  19. Mikhailov M.M., Yuryev S. A., Lapin A. N. et al. Reflective thermal control coating for spacecraft based on ZnO pigment and Li2SiO3 silicate modified by SiO2 nanoparticles // Ceramics International. 2023. V. 49. P. 20817–20821. doi: 10.1016/j.ceramint.2023.03.214.
  20. Михайлов М. М. Спектры отражения терморегулирующих покрытий космических аппаратов. Т. 1. Томск: Изд-во Томского ун-та, 2010. 322 с.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. IR absorption spectra of dielectric paste: raw (a); after 15 min of drying at 150 °C (b); after annealing for 10 min at 850 °C (c)

Download (247KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. Diffuse reflectance spectra of TRP made of dielectric paste before and after electron irradiation

Download (116KB)
Indexing metadata
4. Fig. 3. Difference spectra of diffuse reflectance of TRPs fabricated from dielectric DCP paste after electron irradiation

Download (149KB)
Indexing metadata
5. Fig. 4. Dependence of changes in the absorption coefficient (∆as) of PST made of DCP paste on fluence under irradiation with 30 keV electrons

Download (71KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2024 Russian Academy of Sciences