热循环对某热控涂层热辐射的影响刘洋杨耀东杨丽宋杰赵准
（北京卫星制造厂，北京100094）
文摘对某热控涂层进行了快速高低温循环试验（-196~900℃），通过太阳吸收比、半球发射率检测和 SEM形貌等对涂层的热辐射性能进行分析。实验表明，经过热循环后，该涂层保持高吸收比的稳定状态（0.87 左右），而半球发射率从原始的0.57提高到0.72，最后稳定在0.75左右。SEM微观形貌研究表明，热循环实验使涂层表面的结晶度和晶粒大小发生变化，导致涂层热辐射性能改变。
关键词热控涂层，太阳吸收比，半球发射率，热循环
中图分类号：V416.5
D0I:10.3969/j.issn.10072330.2015.01.012
ThermalCyclingEffectonThermalRadiationPropertiesof
OneTypeofThermalControlCoatings
LIUYang
YANG Yaodong
YANGLi
SONGJie
(Beijing Spacecrafts,Beijing100094)
ZHAOZhun
AbstractWe investigated the thermal radiation properties of one type of thermal control coatings with stainless steel as substrate under thermal cycles. The rapid thermal cycles ranged from 196°℃C to 900°C. Solar absorptance, hemispheric emittance and SEM were measured for analyzing the thermal radiation properties of the coatings. The re sults show that solar absorptance of the thermal control coating had little change under thermal cycles, while the cycles had obvious effect on hemispheric emittance of the coatings, which increased from 0. 57 to 0. 72, and finally the hemi-spheric emittance was steady at O. 75. According to SEM, the surface of the coating was better crystallized under ther mal cycles, and the grain size on the surface of the coating was bigger. The difference of microstructures on the sur faces of coatings leads to the changes of thermal radiation properties.
Key wordsThermal control coatings,Solar absorptance,Hemispheric emittance,Thermal cycles
0引言
在空间环境下，物体的表面温度在很大程度上取决于表面的热辐射性能（太阳吸收比和半球发射率）。对非透明物体而言，仅依靠外表面的薄层就能决定其表面的热辐射性质"1。因此，通过调节卫星表面热控涂层的太阳吸收比和半球发射率的数值，可决定暴露于空间环境中航天器表面热平衡的温度2]。航天器在进人轨道飞行阶段后，长期处于高真空、冷黑和热辐射的空间环境中(3)。极端的低温或高温环境以及温度的循环变化等热冲击可能会造成热控涂层表面缺陷，或者影响到热控涂层的表面热辐射性能[4]。
不锈钢箔化学转换涂层（STC涂层）作为高吸收热控涂层，在航天器轨道姿态调整过程中的短时发动
机点火阶段可起高温隔热作用。因为这种热控涂层在短时间内会受到高低温、大温变的热冲击，所以须对其进行热循环前后的分析试验，以满足在轨运行需要。除了要确保热循环后涂层的表面外观无裂纹、无起泡或脱落等情况出现之外，太阳吸收比和半球发射率等热辐射性能指标是更重要的考核点。
本文对STC涂层进行快速高低温热循环，分析了高低温循环实验前后该热控涂层的太阳吸收比和半球发射率的变化规律，并对其变化原因作出解释。 1实验
1.1材料及仪器设备
材料基体为不锈钢，表面为STC涂层。每组选取厚度为100μm，样品尺寸40mm×40mm的样品5 片进行实验。
收稿日期：201409-18
作者衡介：刘洋，1987年出生，硕士，助理工程师，主要从事各类涂层的热物理性能检测和分析研究。E-mail；191204@163.con
宇航材料工艺http：//www.yhclgy.com2015年第1期万方数据
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