تهیه پوشش کنترل حرارتی سیلیکون سیاه و بررسی اثر اکسیژن اتمی بر روی آن

نویسندگان

1 دانشکده مهندسی مواد، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، شاهین شهر، اصفهان

2 دانشکده مهندسی مواد، دانشگاه صنعتی مالک اشتر شاهین شهر

3 گروه پژوهشی پوشش‌های سطح و خوردگی، موسسه پژوهشی علوم و فناوری رنگ و پوشش

چکیده

اثرات مخرب اکسیژن اتمی روی مواد مختلف به طور گسترده در سال‌های اخیر به وسیله پرواز و آزمایش‌های شبیه‌سازی آزمایشگاهی مورد بررسی قرار گرفته است. برهم‌کنش اکسیژن اتمی با مواد ممکن است سبب سایش سطح، تغییر در ترکیب شیمیایی، ریخت سطح، خواص نوری و تشکیل ذرات و آلودگی مولکولی در سطح فضاپیما ‌شود. پوشش‌های سفید و سیاه سیلیکون به طور گسترده برای محافظت از سطوح فضاپیما مورد استفاده قرار می‌گیرد. در این تحقیق ابتدا پوشش کنترل حرارتی RTV-MB از پلیمر پلی‌دی‌متیل‌سیلوکسان، عامل شبکه‌ساز اکسیم‌سیلان و رنگدانه کربن سیاه ساخته شد و سپس اثرات اکسیژن اتمی روی کاهش جرم، ترکیب شیمیایی، ریخت سطح و خواص نوری توسط XRD، FTIR، SEM، EDS، AFM اسپکترو رفلکتومتر و رفلکتومتر زیر قرمز بررسی شد. نتایج نشان داد این پوشش صرفاً در سطح خود دچار تغییر در ترکیب شیمیایی شده که این تغییر با تشکیل لایه محافظ SiO2 همراه است. تشکیل این لایه سبب محافظت از پوشش در برابر اثرات مخرب اکسیژن اتمی در محیط مدار نزدیک زمین می‌گردد. بنابراین این پوشش می‌تواند به عنوان یک پوشش کنترل حرارتی در محیط LEO استفاده گردد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Preparation of a Black Silicone Thermal Control Coating and the Effect of Atomic Oxygen on the Coating

نویسندگان [English]

  • M. Barekat 1
  • R. Shojarazavi 2
  • S. Bastani 3
1 Department of Materials Engineering, Maleke-ashtar University of Technology
2 Department of Materials Engineering, Malek Ashtar University of TechnologyوShahin Shahr
3 Department of Surface Coatings, Institute for Color Science and Technology
چکیده [English]

The effects of Atomic oxygen on various materials have been widely investigated in recent years by in-flight and laboratory simulation experiments. The interaction of atomic oxygen with materials may result in surface erosion, changes in chemical composition and surface morphology, changes in optical properties, and formation of particulate and molecular contamination of the spacecraft surfaces. White and black silicon coatings were widely used in space applications, such as protection of underlying organic material or as thermal control coatings. In this study, poly dimethyl siloxane, oxime silan and carbon black were used to make RTV-MB thermal control coating. The effect of atomic oxygen on surface erosion, chemical composition, surface morphology and optical properties of this coating were investigated by FTIR, SEM, EDS, XRD, AFM, spectroreflectometer and portable infrared reflectometer. The results showed that exposure of RTV-MB coating to atomic oxygen, causes the near surface to lose its organic components and form SiO2, which acts as a protection layer and slows further oxidation. Therefore, RTV-MB coating can provide sufficient erosion resistant to atomic oxygen attacks in LEO.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Atomic Oxygen
  • Thermal control coatings
  • Poly‌dimethyl‌siloxane
  • Low earth orbit
  • Spacecraft