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              航天器用材料質量損失性能

              空間環境是一個包括真空、低溫、太陽輻射、宇宙輻射、空間碎片、原子氧等多種因素的綜合環境。運行在空間環境軌道上的航天器將不同程度地和空間環境相互作用,并產生多種效應,這些效應可能引發一系列光、熱、電、機械特性的變化,從而使航天器可靠性大大降低,甚至失效。如:太陽輻射將會使航天器表面的溫度上升,產生熱效應;原子氧是一種非常強的氧化劑,化學性質極活撥,因此它與低地球軌道的航天器表面材料發生化學反應生成氧化物,表面粗糙度變劣,因而導致表面材料放氣加快,結構材料變形,質量損失率增加,機械強度下降,溫
              控失效;空間碎片與航天器相撞會造成航天器表面的剝蝕、穿孔甚至造成災難性破壞。又如:在空間真空環境下,易發揮的液體快速蒸發,使潤滑表面變成摩擦面;由于空間氣體分子密度大大降低,氣體熱傳導能力喪失,由于太陽輻射、地球反射和輻射的熱能及航天器設備產生的熱能使航天器表面溫度上升,這將會使航天器上的材料、元件、電子儀器受到損害;由于空間真空環境中缺氧,有些發動機不易點火;在空間真空環境下,航天器任何一處微小的放氣或漏氣,都會產生一個附加的加速度,改變航天器的運行軌道和姿態;材料在空間真空環境中,由于蒸發(液體)、升華(固體)以及有機聚合物材料在制造中添加的催化劑、抗氧化劑、增塑劑、增粘劑等的揮發產生材料的質量損失,帶來材料成分上的變化,可能引起材料性能的變化,導致材料硬化、脆化和龜裂,造成防護層的分層、破裂等現象。另外,材料表面和內部吸附的水氣、二氧化碳和其它氣體及氧化物在真空環境中會產生材料放氣,雖然使材料表面更加清潔,使材料的電學、光學性能得到改善,然而活動部件表面吸附的氣體分子逃逸到空間中去,使活動部件驅動力矩加大,逐漸發展到接觸面粘結或焊死(冷焊),便活動部件失效;此外,由于材料的質量損失和放氣,其揮發物將會污染航天器上的敏感表面如光學鏡頭、熱控徐層、繼電器觸點等,將使其功能降低甚至失效。


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