空间带电粒子辐射环境下防静电热控涂层性能退化研究
热控涂层表面镀ITO(Indium Tin-Oxide)膜是抑制航天器表面充放电的有效措施,但空间辐射环境总剂量效应可能会使镀ITO膜的防静电热控涂层电性能发生退化,且目前尚未有系统的相关研究.本工作研究了空间电子和质子辐照环境对ITO膜导电性能的影响,为表面充放电防护提供设计依据.选择两种典型防静电热控涂层(ITO/Kapton/Al、ITO/OSR/Ag)为研究对象,针对地球同步轨道低能带电粒子环境,通过地面加速试验方法研究电子和质子辐照对防静电热控涂层表面电阻率的影响.试验参数采用剂量-深度分布模拟方法确定,保证了地面效应和空间效应的等效性;试验数据采用表面电阻率原位测量方法获得,避免了异位“恢复效应”带来的测量误差.试验结果表明,质子与电子辐照环境下两种防静电热控涂层的表面电阻率均呈指数衰减趋势,且电子辐照下材料性能变化趋势更为明显.SEM分析表明,ITO/OSR/Ag辐照后表面损伤较小,而ITO/Kapton/Al在辐照后表面出现细小的裂纹.XPS分析表明,电子、质子辐照后涂层表面氧空位型缺陷和Sn4+离子增多可能导致防静电涂层表面导电性能增强.本研究工作验证了空间带电粒子辐射环境对镀ITO膜热控涂层导电性能没有严重影响,为地球同步轨道长寿命型号大量使用ITO防静电涂层提供支持.
航天器 热控涂层 导电性能 空间辐射
赵春晴 冯伟泉 丁义刚 刘宇明 沈自才
北京卫星环境工程研究所,北京,100094
国内会议
石家庄
中文
366-371
2015-08-12（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）