本发明专利技术提供一种粘结固体润滑涂层空间低轨环境模拟加速试验方法，涉及空间环境工程领域。该方法包括：采用真空球盘摩擦试验机对涂有粘结固体润滑涂层的圆盘进行摩擦学性能测试试验，预测粘结固体润滑涂层的真空耐磨寿命；模拟计算；对涂有粘结固体润滑涂层的圆盘进行电离辐射处理；进行紫外辐照处理和原子氧侵蚀处理，同时采用真空球盘摩擦试验机进行摩擦学性能测试试验；按此摩擦学性能测试试验的条件对未进行电离辐射处理的涂有粘结固体润滑涂层的圆盘进行摩擦学性能测试试验；根据试验结果确定耐磨寿命衰减程度。该试验方法提高了地面模拟多因素耦合作用的准确性，缩短了粘结固体润滑涂层在空间低轨环境应用验证的试验周期。验周期。
【技术实现步骤摘要】
一种粘结固体润滑涂层空间低轨环境模拟加速试验方法
[0001]本专利技术涉及空间环境工程领域，具体涉及一种粘结固体润滑涂层空间低轨环境模拟加速试验方法。
技术介绍
[0002]粘结固体润滑涂层被广泛用于我国航天器活动件的真空防冷焊润滑处理，随着我国空间站的建造，出现了在空间低轨暴露环境中服役的活动件，如何为活动件进行润滑处理，满足其长期在轨服役需求是空间站建造中极为重要的一环。如何验证润滑涂层的在轨适用性也成为了亟待解决的技术问题。
[0003]空间低轨环境复杂，存在电离辐射、紫外辐射以及原子氧侵蚀等多种作用，电离辐射润滑涂层的作用较深，而紫外辐射主要作用于涂层表面，原子氧侵蚀则对材料存在剥蚀作用，紫外辐射、原子氧侵蚀与摩擦作用一起，存在叠加效应，另外活动件在轨周期长，对润滑涂层在轨适用性验证存在较大难度。
[0004]中国专利文献CN102564931A提出了一种航天器用表面功能材料空间综合辐射效应模拟试验方法，对表面功能材料受到受到较宽能量和通量的电子和质子以及α粒子、重离子的辐照进行了地面模拟试验；中国专利文献CN107024496A公开了一种航天器材料原子氧与热循环效应试验方法。目前没有针对粘结固体润滑涂层在空间低轨环境同时受到电离辐射、紫外辐射以及原子氧侵蚀等多种作用进行模拟试验的技术方案，更没有针对紫外辐射、原子氧侵蚀与摩擦作用的叠加效应进行模拟。
技术实现思路
[0005]因此，本专利技术要解决的技术问题在于克服现有技术中缺乏针对粘结固体润滑涂层在空间低轨环境同时受到电离辐射、紫外辐射以及原子氧侵蚀等多种作用进行模拟试验的缺陷，从而提供一种粘结固体润滑涂层空间低轨环境模拟加速试验方法。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0007]本专利技术提供一种粘结固体润滑涂层空间低轨环境模拟加速试验方法，包括：
[0008](1)采用真空球盘摩擦试验机对涂有所述粘结固体润滑涂层的圆盘进行摩擦学性能测试试验，预测所述粘结固体润滑涂层的真空耐磨寿命；
[0009](2)对所述粘结固体润滑涂层在轨服役期间所受到的电离辐射总剂量、原子氧通量、紫外辐照总量进行模拟计算；
[0010](3)按照步骤(2)模拟计算得到的电离辐射总剂量对涂有所述粘结固体润滑涂层的圆盘进行电离辐射处理；
[0011](4)对经过电离辐射处理的涂有所述粘结固体润滑涂层的圆盘同时进行紫外辐照处理和原子氧侵蚀处理，并在紫外辐照处理和原子氧侵蚀处理的同时，采用真空球盘摩擦试验机进行摩擦学性能测试试验，其中，按照步骤(2)模拟计算得到的原子氧通量进行原子氧侵蚀处理，进行所述摩擦学性能测试试验时所采用的转速依据步骤(1)预测的真空耐磨
寿命与紫外辐照总时间计算获得；
[0012](5)按照步骤(4)中摩擦学性能测试试验的条件对未进行电离辐射处理的涂有所述粘结固体润滑涂层的圆盘进行摩擦学性能测试试验；
[0013](6)根据步骤(4)和步骤(5)的摩擦学性能测试试验结果确定所述粘结固体润滑涂层的耐磨寿命衰减程度。
[0014]进一步地，步骤(1)中，在进行摩擦学性能测试试验时，真空度压力优于5
×
10
‑3Pa，G10级Φ8mm的G95Cr18钢球与涂有所述粘结固体润滑涂层的圆盘进行单向滑动摩擦，钢球固定，圆盘旋转，法向载荷为5N，运转速率为0.3768m/s，真空摩擦系数高于0.2时停止试验，圆盘的运转圈数即为预测的所述粘结固体润滑涂层的真空耐磨寿命。
[0015]进一步地，所述圆盘的直径为10mm～55mm，材质为G95Cr18。
[0016]进一步地，步骤(2)中，利用空间环境效应分析软件包进行模拟计算。
[0017]进一步地，步骤(3)中，在进行电离辐射处理的过程中采用真空
‑
电子辐射源，注量率为3.0
×
10
10
e/cm2·
s。
[0018]进一步地，步骤(4)中，选择1250ESH、2500ESH、3750ESH、5000ESH四种辐照总量分别进行试验，每次试验中先进行相应辐照总量下的近紫外辐照处理，再进行该辐照总量下的远紫外辐照处理，四次试验分别得到四个真空耐磨寿命；每次试验中的近紫外辐照时间和远紫外辐照时间均按照辐照总量除以加速倍数获得，所述加速倍数不大于5；每次试验时所采用的转速为步骤(1)预测的真空耐磨寿命与紫外辐照总时间的比值，所述紫外辐照总时间为近紫外辐照时间和远紫外辐照时间的加和；
[0019]步骤(6)中，分别计算四种辐照总量下的真空耐磨寿命衰减百分比，然后以紫外辐照总量为横坐标，以相应的真空耐磨寿命衰减百分比为纵坐标，绘制拟合曲线，根据步骤(2)模拟计算得到的紫外辐照总量和所述拟合曲线推算出在模拟紫外辐照总量下的真空耐磨寿命衰减百分比。
[0020]其中，近紫外辐照处理的辐照光谱为200nm～400nm，真空度压力优于1.3
×
10
‑3Pa，远紫外辐照处理的辐照光谱为115nm～200nm，真空度压力优于1.3
×
10
‑3Pa。
[0021]进一步地，步骤(4)中，
[0022]在进行摩擦学性能测试试验时，真空度压力优于5
×
10
‑3Pa，G10级Φ8mm的G95Cr18钢球与涂有所述粘结固体润滑涂层的圆盘进行单向滑动摩擦，钢球固定，圆盘旋转，法向载荷为5N，真空摩擦系数高于0.2时停止试验，圆盘的运转圈数即为该条件下粘结固体润滑涂层的真空耐磨寿命，其中，若紫外辐照处理结束时，所述粘结固体润滑涂层的摩擦系数若仍未达到0.2，则继续进行试验直至摩擦系数增加至0.2时停止试验。
[0023]进一步地，在进行原子氧侵蚀处理的过程中，所采用的真空度优于3.0
×
10
‑1Pa，原子氧通量密度1.0
×
10
20
atoms/m2·
s。
[0024]本专利技术技术方案，具有如下优点：
[0025]针对粘结固体润滑涂层在空间低轨环境中受到电离辐射作用、紫外辐照、原子氧侵蚀以及涂层动态摩擦作用的叠加效应，提供一种粘结固体润滑涂层空间低轨环境模拟加速试验方法，提高了地面模拟多因素耦合作用的准确性，缩短了粘结固体润滑涂层在空间低轨环境应用验证的试验周期，解决了粘结固体润滑涂层在空间低轨环境适用性的验证问题。
具体实施方式
[0026]提供下述实施例是为了更好地进一步理解本专利技术，并不局限于所述最佳实施方式，不对本专利技术的内容和保护范围构成限制，任何人在本专利技术的启示下或是将本专利技术与其他现有技术的特征进行组合而得出的任何与本专利技术相同或相近似的产品，均落在本专利技术的保护范围之内。
[0027]实施例中未注明具体实验步骤或条件者，按照本领域内的文献所描述的常规实验步骤的操作或条件即可进行。所用原料或仪器，均为可以通过市购获得的常本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种粘结固体润滑涂层空间低轨环境模拟加速试验方法，其特征在于，包括：(1)采用真空球盘摩擦试验机对涂有所述粘结固体润滑涂层的圆盘进行摩擦学性能测试试验，预测所述粘结固体润滑涂层的真空耐磨寿命；(2)对所述粘结固体润滑涂层在轨服役期间所受到的电离辐射总剂量、原子氧通量、紫外辐照总量进行模拟计算；(3)按照步骤(2)模拟计算得到的电离辐射总剂量对涂有所述粘结固体润滑涂层的圆盘进行电离辐射处理；(4)对经过电离辐射处理的涂有所述粘结固体润滑涂层的圆盘同时进行紫外辐照处理和原子氧侵蚀处理，并在紫外辐照处理和原子氧侵蚀处理的同时，采用真空球盘摩擦试验机进行摩擦学性能测试试验，其中，按照步骤(2)模拟计算得到的原子氧通量进行原子氧侵蚀处理，进行所述摩擦学性能测试试验时所采用的转速依据步骤(1)预测的真空耐磨寿命与紫外辐照总时间计算获得；(5)按照步骤(4)中摩擦学性能测试试验的条件对未进行电离辐射处理的涂有所述粘结固体润滑涂层的圆盘进行摩擦学性能测试试验；(6)根据步骤(4)和步骤(5)的摩擦学性能测试试验结果确定所述粘结固体润滑涂层的耐磨寿命衰减程度。2.根据权利要求1所述的粘结固体润滑涂层空间低轨环境模拟加速试验方法，其特征在于，步骤(1)中，在进行摩擦学性能测试试验时，真空度压力优于5
×
10
‑3Pa，G10级Φ8mm的G95Cr18钢球与涂有所述粘结固体润滑涂层的圆盘进行单向滑动摩擦，钢球固定，圆盘旋转，法向载荷为5N，运转速率为0.3768m/s，真空摩擦系数高于0.2时停止试验，圆盘的运转圈数即为预测的所述粘结固体润滑涂层的真空耐磨寿命。3.根据权利要求1所述的粘结固体润滑涂层空间低轨环境模拟加速试验方法，其特征在于，所述圆盘的直径为10mm～55mm，材质为G95Cr18。4.根据权利要求1所述的粘结固体润滑涂层空间低轨环境模拟加速试验方法，其特征在于，步骤(2)中，利用空间环境效应分析软件包进行模拟计算。5.根据权利要求1所述的粘结固体润滑涂层空间低轨环境模拟加速试验方法，其特征在于，步骤(3)中，在进行电离辐射处理的过程中采用真空
‑
电子辐射源，注量率为3.0
×
10
10
e/cm2·<...
【专利技术属性】
技术研发人员：霍丽霞，张凯锋，苟世宁，周晖，郑玉刚，胡汉军，冯凯，贺颖，
申请(专利权)人：兰州空间技术物理研究所，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。