- Код статьи
- S30345502S0023420625050073-1
- DOI
- 10.7868/S3034550225050073
- Тип публикации
- Статья
- Статус публикации
- Опубликовано
- Авторы
- Том/ Выпуск
- Том 63 / Номер выпуска 5
- Страницы
- 541-550
- Аннотация
- Представлены результаты исследования спектров диффузного отражения (ρ) и интегрального коэффициента поглощения (a) порошков ZnO, используемых в качестве одного из лучших пигментов для терморегулирующих покрытий космических аппаратов. Для увеличения фото- и радиационной стойкости порошка микронных размеров mZnO использовали один из эффективных способов – модифицирование наночастицами диоксида кремния nSiO. Исследовано изменение оптических свойств модифицированного порошка mZnO / nSiO при раздельном и одновременном облучении протонами с энергией 5 кэВ и квантами солнечного спектра с интенсивностью в три раза превышающей солнечную. Регистрация спектров ρ после каждого периода облучения осуществлена в вакууме на месте облучения (in situ), что позволило избежать взаимодействия образованных при облучении дефектов с газами атмосферы. Проведены расчеты коэффициента аддитивности, определяемого отношением суммы изменений коэффициента поглощения a при раздельном облучении к изменениям при одновременном действии излучений. Установлено, что в зависимости от времени облучения он изменяется от 1.30 до 1.39. Результаты исследования позволяют заключить, что если в космическом пространстве на пигмент одновременно действуют протоны солнечного ветра и кванты солнечного спектра, то наземные испытания необходимо проводить при их одновременном действии. Если испытания проводить при раздельном облучении, то для получения достоверных изменений рабочих характеристик пигмента необходимо вводить коэффициенты, учитывающие синергетические эффекты – коэффициенты аддитивности.
- Ключевые слова
- Дата публикации
- 03.01.2026
- Год выхода
- 2026
- Всего подписок
- 0
- Всего просмотров
- 20
Библиография
- 1. Cargo M.Mc., Greenberg S.A., Douglas N.I. Radiation-Induced Absorption Bands in Spacecraft Thermal Control Coating Pigments // Thermophysics: Applications to Thermal Design of Spacecraft. 1970. V. 23. Art.ID. 189.
- 2. Барбашев Е.А., Богатов В.А., Козич В.И. Влияние электронно-протонного облучения в вакууме на оптические свойства терморегулирующих покрытий // Космическая технология и материаловедение. М.: Наука, 1977. C. 117–128.
- 3. Петров Г.М. Моделирование тепловых режимов космических летательных аппаратов и окружающей среды. М.: Машиностроение, 1972.
- 4. Лукас Дж. Теплообмен и тепловой режим космических аппаратов. М.: Мир, 1974.
- 5. Brown R.R., Fogdall L.B. Electron ultraviolet radiation effects in thermal control coatings // Progress in Astronautics: Therm. Des. Principles of Spacecraft and Entry. 1969. V. 21. P. 697–724.
- 6. Millard I.P. Optical Stabilis of Coatings Exposed to Four Years Space Environment on OSO-III // AIAA Paper. 1973. V. 734. P. 1–12.
- 7. Delfini A., Pastore R., Albano M. et al. Synergistic Effects of Atomic Oxygen and UV Radiation on Carbon/ Carbon Plates at Different Attitude Positions // Applied Sciences. 2024. V. 14(13). Art.ID. 5850. https://doi.org/10.3390/app14135850
- 8. Faye D., Marco J. Effects of ultraviolet and protons radiations on thermal control coatings after contamination // Materials in a Space Environment. V. 540. P. 527–533.
- 9. Yeritsyan H., Sahakyan A., Nikoghosyan S. et al. Effect of Electron and Ultraviolet Radiations and Temperature on SiConductivity // J. Spacecraft and Rockets. 2011. V. 48. P. 34–37. https://doi.org/10.2514/1.49303
- 10. Шувалов В.А., Письменный Н.И., Кочубей Г.С. и др. Потери массы полиимидных пленок космических аппаратов при воздействии атомарного кислорода и вакуумного ультрафиолетового излучения // Косм. исслед. 2014. T. 52. № 2. C. 106–112. https://doi.org/10.7868/S0023420614020071
- 11. Mikhailov M.M., Lapin A.N., Yuryev S.A. Features of Optical Degradation under Separate and Simultaneous Events of Irradiation of a BaSO Powder Modified by Nanoparticles // J. Surface Investigation. 2021. V. 15. P. 954–960. https://doi.org/10.1134/S1027451021050104
- 12. Volkov A.G., Dyugaeva N.A., Kuvyrkin G.N. et al. Studying the change in characteristics of optical surfaces of a spacecraft // Cosmic Research. 2017. V. 55. P. 124–127. https://doi.org/10.1134/S0010952517020071
- 13. Li Ch., Liang Zh., Xiao H. et al. Synthesis of ZnO/ ZnSiO/SiO composite pigments with enhanced reflectance and radiation-stability under low-energy proton irradiation // Materials Letters. 2010. V. 64. P. 1972–1974.
- 14. Wang X., Lu X., Ju P. et al. Influence of ZnO on thermal control property and corrosion resistance of plasma electrolytic oxidation coatings on Mg alloy // Surface and coatings technology. 2021. V. 409. Art.ID. 126905.
- 15. Дубин А.Н., Невищенко В.В., Ли Ч. Деградация оптических свойств двухслойных полых частиц ZnO/SiO при облучении протонами // Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования. 2022. № 4. C. 70–76.
- 16. Luna M., Delgado J., Almoraima Gil M.L. TiO-SiO Coatings with a Low Content of AuNPs for Producing Self-Cleaning Building Materials // Nanomaterials. 2018. V. 8. Iss. 3. Art.ID. 177. https://doi.org/10.3390/nano 8030177
- 17. Alam M.A., Samad U.A., Anis A. et al. Effects of SiO and ZnO Nanoparticles on Epoxy Coatings and Its Performance Investigation Using Thermal and Nanoindentation Technique // Polymers (Basel). 2021. V. 3. Iss. 99. Art.ID. 1490.
- 18. Mikhailov M.M., Yuryev S.A., Lapin A.N. et al. Radiation Resistance of Optical Nanopower Modified by Y2O3 Particles // Russian Physics J. 2024. V. 67. P. 694–700.
- 19. Mikhailov M.M., Yuryev S.A., Goronchko V.A. et al. The effect of particles size of Gd2O3 on the radiation protection mechanisms of ZnO // Materials Science and Engineering: B. V. 308. https://doi.org/10.1016/j.mseb.2024.117555
- 20. Johnson J.A., Cerbus C.A., Haines A.I. et al. Review of improved thermal control coating development for NASA's SEE Program // AIAA Paper. 2005. Art. ID. 1378.
- 21. ASTM E490-22 Standard Solar Constant and Zero Air Mass Solar Spectral Irradiance Tables, 2022.
- 22. ASTM E903-20 Standard Test Method for Solar Absorptance, Reflectance, and Transmittance of Materials Using Integrating Spheres, 2020.
- 23. Blanco M., Coello J., Ityrriaga H. et al. Near-infrared spectroscopy in the pharmaceutical industry // Analyst. 1998. V. 124. P. 135–150.
- 24. Blanco M., Vitarroya I. NIR spectroscopy: A rapid-response analytical tool // Tracternels in Analytical Chemistry. 2002. V. 21. P. 240–250.
- 25. Wilson R.H., Nadeau K.P., Jaworski F.B. et al. Review of short-wave infrared spectroscopy and imaging methods for biological tissue characterization // J. Biomedical Optics. 2015. V. 20.
- 26. Kamari L., Li W.Z., Vannoy C.H. et al. Zinc oxide micro- and nanoparticles: Synthesis, structure and optical properties // Materials Research Bulletin. 2010. V. 45. Iss. 2. P. 190–196.
- 27. Mikhailov M.M., Yuryev S.A., Lapin A.N. et al. Reflective thermal control coating for spacecraft based on ZnO pigment and LiSiO silicate modified by SiO nanoparticles // Ceramics International. 2023. V. 49. Iss. 12. P. 20817–20821. https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2023.03.214
- 28. Zhou X.Q., Zhang D.D., Hayat Z. Zinc Oxide Nanoparticles: Synthesis, Characterization, Modification, and Applications in Food and Agriculture // Processes. 2023. V. 11. Iss. 4. Art.ID. 1193. https://doi.org/10.3390/pr11041193
- 29. Шаминова К.В. Физика полупроводников // М.: Энергоиздат, 1984. 320 с.
- 30. Михайлов М.М., Нещименко В.В. Спектры диф-фузного отражения в ближней ИК-области, как метод анализа поверхности порошков ZnO, модифицированных наночастицами // Поверхность. Рентгеновские синхротронные и нейтронные ис-следования. 2009. № 8. С. 233–246.
- 31. Ziegler J.F., Ziegler M.D., Biersack J.P. SRIM – The stopping and range of ions in matter // Nucl. Instrum. Methods Phys. Res., Sect. B. 2010. V. 268. Iss. 11–12. P. 1818–1823.
