專利名稱：：一種有機白漆材料原子氧作用下太陽吸收率外推預(yù)示方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種有機白漆材料在原子氧作用下太陽吸收率(as)外推預(yù)示方法，屬于航空航天
技術(shù)領(lǐng)域：
。采用本發(fā)明，可推算有機白漆材料在大通量原子氧作用下的太陽吸收率(as)。
背景技術(shù)：
：有機白漆材料的太陽吸收比(as)在原子氧作用下會隨原子氧作用時間或者原子氧通量的增加而增加，所以，材料在使用前要進(jìn)行地面原子氧模擬試驗。但是對材料進(jìn)行地面模擬試驗時，原子氧通量達(dá)到材料在軌經(jīng)受的實際原子氧通量，即使采用較高的加速倍率，試驗時間和試驗成本也是無法承受的。在保持試驗條件(如相同的原子氧密度)不變或者變化很小的情況下，認(rèn)為材料性能的變化是連續(xù)有序的，在一定的范圍內(nèi)，遵循一定的數(shù)學(xué)函數(shù)統(tǒng)計規(guī)律，而不會發(fā)生跳躍式變化。通過對材料進(jìn)行適量的原子氧試驗，并對試驗數(shù)據(jù)進(jìn)行分析擬合，找到一個合適的反映材料性能變化趨勢的函數(shù)曲線，就可以用趨勢外推法對材料的性能進(jìn)行預(yù)測?？墒共牧虾Y選、性能預(yù)估工作將更方便和快捷。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是為了解決大通量原子氧試驗時勞動強度大、耗時長、成本高、效率低的問題，為衛(wèi)星設(shè)計者提供一種快速獲取白漆材料在原子氧作用下太陽吸收率(as)數(shù)據(jù)的方法。本發(fā)明的目的是通過下述技術(shù)方案實現(xiàn)的。本發(fā)明提出的一種有機白漆材料原子氧作用下太陽吸收率(as)外推預(yù)示方法，包括以下步驟1)將有機白漆材料放入同軸微波源原子氧地面模擬試驗設(shè)備中，進(jìn)行原子氧試驗；2)在試驗過程中，測量白漆材料的反射率R;3)利用下述公式(1)，計算出太陽吸收率aS;as=1-R(1)4)對獲取的as數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、擬合，建立數(shù)學(xué)公式(2)，如下；as=Ae—x/B+as0(2)其中A，B，as。為常數(shù)，取值分別為:A=0.10537B=1.46X10"，單位atoms/cm2as0=0.217X-原子氧通量，單位atoms/cm2。5)用建立的數(shù)學(xué)公式(2)計算材料在大通量原子氧作用下的太陽吸收率(as)數(shù)據(jù)。本發(fā)明與地面模擬試驗相比的有益效果是在本發(fā)明之前，為了獲取白漆材料在大通量原子氧作用下的太陽吸收率(as)數(shù)據(jù)，需要進(jìn)行長時間的地面原子氧模擬試驗。本發(fā)明提出僅采用少量的地面原子氧模擬試驗，獲取白漆材料的吸收率數(shù)據(jù)；通過對獲取的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、擬合，建立白漆材料太陽吸收率外推公式，利用公式可以快速得出白漆材料在大通量原子氧作用下的吸收率，從而可以避免進(jìn)行大量的地面原子氧模擬試驗，減輕了試驗強度，提高了效率，節(jié)約試驗成本。圖1-為本發(fā)明有機白漆材料原子氧作用下太陽吸收率(as)外推預(yù)示方法采用的同軸微波源原子氧地面模擬試驗設(shè)備結(jié)構(gòu)示意圖；圖1中，l-微波源，2-波導(dǎo)及同軸轉(zhuǎn)換，3-供氧系統(tǒng)，4-放電腔，5-磁體，6-中性化板，7-試樣架，8-積分球，9-測試室。圖2-為本發(fā)明利用試驗數(shù)據(jù)得出的有機白漆材料原子氧作用下太陽吸收率(as)曲線;圖3-為本發(fā)明利用外推公式計算得出的有機白漆材料太陽吸收率(as)曲線。圖4-為本發(fā)明有機白漆材料原子氧作用下太陽吸收率(as)外推計算數(shù)據(jù)與試驗數(shù)據(jù)的對比。具體實施例方式如圖1所示，本發(fā)明采用同軸微波源原子氧地面模擬試驗設(shè)備，其特征在于試驗設(shè)備由微波源l，波導(dǎo)及同軸轉(zhuǎn)換2，供氧系統(tǒng)3，放電腔4，磁體5，中性化板6，試樣架7，積分球8，測試室9組成。利用同軸微波源原子氧地面模擬試驗設(shè)備對白漆材料進(jìn)行原子氧作用，并建立吸收率外推公式的具體實施方式如下實施例有機白漆太陽吸收比(as)外推材料來源中國科學(xué)院上海硅酸鹽研究所試驗設(shè)備同軸微波源原子氧地面模擬試驗設(shè)備試樣尺寸40X40mm原子氧能量5-8eV原子氧密度5.1X1015atoms/cm2s原子氧通量1.1X1021atoms/cm2測試內(nèi)容將有機白漆材料裝入同軸微波源原子氧地面模擬試驗設(shè)備中，用已標(biāo)定的原子氧密度對白漆材料進(jìn)行試驗。試驗前后及試驗過程中，測試白漆材料的反射率(R)，并根據(jù)as=l-R，得出太陽吸收比(as)。各測試點及結(jié)果見表1.表1有機白漆模擬試驗數(shù)據(jù)4<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>通過對表1中的試驗數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，并采用數(shù)值擬合的方法，建立該白漆太陽吸收比隨原子氧作用的指數(shù)數(shù)學(xué)公式(2)。如圖3所示，利用公式(2)，可以外推該白漆材料在5.OX1021atOmS/Cm2作用下的吸收比數(shù)據(jù)，大約是0.210。為了驗證外推公式計算結(jié)果的可靠性，本發(fā)明對白漆材料進(jìn)行了驗證試驗。如圖4所示，外推公式計算得出的太陽吸收率數(shù)據(jù)與驗證試驗得出的吸收率數(shù)據(jù)的對比，可以看出，兩者具有很好的相似性。權(quán)利要求一種有機白漆材料原子氧作用下太陽吸收率外推預(yù)示方法，其特征在于包括以下步驟1)將有機白漆材料放入同軸微波源原子氧地面模擬試驗設(shè)備中，進(jìn)行原子氧試驗；2)在試驗過程中，測量白漆材料的反射率R；3)利用下述公式(1)，計算出太陽吸收率αs；αs＝1-R(1)4)對獲取的αs數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、擬合，建立數(shù)學(xué)公式(2)，as＝Ae-x/B+as0(2)其中A，B，αs0為常數(shù)，取值分別為A＝0.10537B＝1.46×1021，單位atoms/cm2αs0＝0.217X-原子氧通量，單位atoms/cm2，5)用建立的數(shù)學(xué)公式(2)計算材料在大通量原子氧作用下的太陽吸收率(αs)數(shù)據(jù)。全文摘要本發(fā)明涉及一種有機白漆材料原子氧作用下太陽吸收率(αs)外推預(yù)示方法，屬于航空航天
技術(shù)領(lǐng)域：
。將有機白漆材放入地面原子氧試驗設(shè)備中，用一定能量和密度的原子氧對材料進(jìn)行試驗；在試驗過程中，對有機白漆材的反射率(R)進(jìn)行測量，獲取材料在一定通量原子氧作用下的反射率變化數(shù)據(jù)；利用αs＝1-R，得到太陽吸收率數(shù)據(jù)(αs)；對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析擬合后，建立白漆材料在原子氧作用下的太陽吸收率數(shù)學(xué)公式；最后，用建立的數(shù)學(xué)公式外推該有機白漆材料在超過原有原子氧通量作用下太陽吸收率數(shù)據(jù)(αs)數(shù)據(jù)。本發(fā)明能夠快速地獲取有機白漆材料在大通量原子氧作用下發(fā)射率數(shù)據(jù)，有效地提高試驗效率，降低試驗成本。文檔編號G01N17/00GK101738366SQ20091025930公開日2010年6月16日申請日期2009年12月17日優(yōu)先權(quán)日2009年12月17日發(fā)明者李中華,趙琳,鄭闊海申請人:中國航天科技集團(tuán)公司第五研究院第五一○研究所