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真空技术于太空环境模拟—— 原子氧环境模拟

信息来源:美高梅娱乐 时间:2018-11-02 07:58:00 浏览次数:-

原子氧是低地球轨道残余大气的主要成分,也是低轨道卫星的主要空间环境因素之一。本篇,螺杆真空泵厂家美高梅娱乐与大家一起学习下真空技术在模拟原子氧环境中的应用。

地面的氧以分子态存在。而在低地球轨道(通常认为200km~700km高度)上,氧分子与紫外光线相互作用分解成氧原子,成为残余气体的主要成分,其他组分还有N2、Ar、He、H等。此时的低地球轨道环境压强范围为10-3~10-7Pa。

原子氧化学性质活泼,能使有机结构材料厚度减薄,产生变形,机械强度下降。能使功能材料的性能发生变化,如:热控涂层的太阳吸收率、发射率发生变化;使光学材料的反射率下降,漫反射增加,导致相机的光学成像质量下降;使活动部件外露部分的润滑剂(二硫化钼)氧化,润滑性能下降等等。总之,在低地球轨道,原子氧的危害要远大于热真空、紫外辐照等因素。因此材料在使用前,要通过真空技术手段等在地面模拟的轨道空间原子氧环境中进行耐原子氧性能测试,以预估材料在轨时的性能和寿命。测试主要包括原子氧效应以及原子氧/紫外协和效应暴露实验等。

原子氧环境模拟实验装置结构2

原子氧环境模拟中,获得原子氧的方式有热等离子体式、定向等离子体式、激光电离气动加速式以及气体电离静电加速式等。其实验装置由微波源及波导管、磁体绕组及电源、真空室及真空机组、放电腔及中性化单元、近紫外辐照单元、供氧及流量控制单元、试样架及驱动机构、冷却水控制系统、控制柜等组成。简单的过程就是:由微波源产生微波激发氧气放电产生等离子体;再通过等离子体中性化,从而产生原子氧束流。

其中涉及真空技术部分,根据低地球轨道的压强范围,真空系统需要保证满足10-3Pa以上的高真空能力,同时要求高抽速、无油无污染,因此会采用溅射离子泵、涡轮分子泵以及高速机械真空泵等组成的无油真空机组。真空室会连接放电室、真空紫外及近紫外光源、中性化板等。

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