专利名称：一种白漆热控涂层真空紫外辐射下性能退化预测方法
技术领域：
本发明涉及一种白漆热控涂层真空紫外辐射下性能退化预测方法，具体为在真空紫外辐照下白漆热控涂层太阳吸收比的变化(Δα》随紫外辐照时间(t)和紫外辐照强度 (I0)变化的预测方法，属于空间环境工程领域。
背景技术：
卫星热控系统是保证卫星中的各类装置和仪器能够在一个比较稳定的温度环境中工作的重要系统，而热控涂层是卫星热控系统中应用最多的一种涂层材料，具有热控性能，一般由粘结剂与白色颜料、铝薄片或碳黑等组成，是实现卫星被动热控制的关键所在。 卫星在轨道中运行时，紫外辐照将引起白色涂层吸收量的增加，降低其光学性能，而光学性能的退化对于热控涂层来说是需要重点考虑和评估的问题。对于长寿命卫星而言，更需要评估热控涂层在空间使用期间的性能退化状况，其中应用地面模拟试验进行评估是一个重要的手段；而在辐照作用机理分析的基础上建立作用模型，对其长期的退化状况进行预估也是近年来颇受重视且有待发展完善的一种手段。
发明内容
本发明的目的在于提供一种白漆热控涂层真空紫外辐射下性能退化预测方法，具体为在真空紫外辐照下白漆热控涂层太阳吸收比的变化(Δ as)随紫外辐照时间(t)和紫外辐照强度(Itl)变化的预测方法，该方法可以以较短周期的地面模拟试验预示长寿命航天器用白漆热控涂层在真空紫外辐射下的性能退化，提高试验效率，节约试验成本。本发明的目的由以下技术方案实现1)通常光子入射材料后产生光物理或光化学反应的几率与量子产率有关，对于白漆热控涂层，只有部分光子产生光致电离后生成了色心。真空紫外线对白漆热控涂层不同深度的损伤程度不同，与辐照强度有关；材料的不同深度对太阳光的吸收不同，即与太阳光吸收率有关，据此建立材料光学性能退化的分层模型。把材料分成若干层，每个单层中包含着若干个可能产生色心的晶格。a、b、c分别表示3种对材料作用状况不同的致电离光子，其中a作用于第一层的一个晶格上，产生了一个色心；b作用于该层一个已有的色心上，未产生效果；c穿过该层，在材料第二层上产生了一个色心。辐照强度越高，光子数量就越多，如果穿透几率不变，则在最大穿透限度内，使材料各层中晶格产生的机会增多，色心浓度也随之增加。2)真空紫外作用后某层未产生色心的晶格数量与该层中可产生色心的晶格数量及作用时间、入射强度、产生色心几率乘积的负指数成正比关系；假定材料理想均勻，各层可产生色心的晶格数量皆为Ntl，层断面上受辐照产生色心的几率皆为ο，则该层已产生色心的晶格数量表达如下N(x, t) = N0(l-e"toI(x)) (1)I (χ) = Icie-kX(2)
其中N(x, t)_材料某晶格层上随时间变化的色心数量；N0-材料每层中可产生色心的晶格数量；σ -材料晶格层受辐照而产生色心的几率；I(X)-材料某深度层上的辐照强度；Itl-材料表面辐照强度；k-材料对紫外的辐射吸收系数。其中I(X)的表达运用了比尔定律当单色光通过某种吸收物质时，透过的光强随该物质厚度按指数规律衰减。3)式⑴中除以Ntl便得到某层色心浓度与辐射强度、时间的关系方程
权利要求
1. 一种白漆热控涂层真空紫外辐射下性能退化预测方法，其特征在于1)把材料分成若干层，每个单层中包含着若干个可能产生色心的晶格；a、b、c分别表示3种对材料作用状况不同的致电离光子，其中a作用于第一层的一个晶格上，产生了一个色心；b作用于该层一个已有的色心上，未产生效果；c穿过该层，在材料第二层上产生了一个色心；辐照强度越高，光子数量就越多，如果穿透几率不变，则在最大穿透限度内，使材料各层中晶格产生的机会增多，色心浓度也随之增加。2)真空紫外作用后某层未产生色心的晶格数量与该层中可产生色心的晶格数量及作用时间、入射强度、产生色心几率乘积的负指数成正比关系；假定材料理想均勻，各层可产生色心的晶格数量皆为Ntl，层断面上受辐照产生色心的几率皆为ο，则该层已产生色心的晶格数量表达如下N(x，t) =N0(l-e-tolW) (1) I (χ) = I0e_kx(2)其中N(χ, t)_材料某晶格层上随时间变化的色心数量； Ncr材料每层中可产生色心的晶格数量； σ-材料晶格层受辐照而产生色心的几率； I (x)-材料某深度层上的辐照强度； IcT材料表面辐照强度； k-材料对紫外的辐射吸收系数；其中I(X)的表达运用了比尔定律当单色光通过某种吸收物质时，透过的光强随该物质厚度按指数规律衰减；3)式(1)中除以Ntl便得到某层色心浓度与辐射强度、时间的关系方程
全文摘要
本发明公开了一种白漆热控涂层真空紫外辐射下性能预测方法，属于空间环境工程领域。首先在辐照作用机理分析的基础上将材料分成若干层；其次，得出每层已产生色心的晶格数量表达式；然后通过数学推导得出白漆热控涂层真空紫外辐射下性能退化预测公式。该方法可以以较短周期的地面模拟试验预示长寿命航天器用白漆热控涂层在真空紫外辐射下的性能退化，提高试验效率，节约试验成本。
文档编号G01N17/00GK102539308SQ20111039655
公开日2012年7月4日 申请日期2011年12月4日 优先权日2011年12月4日
发明者杨生胜, 杨青, 田海, 薛华, 郭兴 申请人:中国航天科技集团公司第五研究院第五一〇研究所