Модель влагопоглощения материалов, применяемых при производстве антенн космических аппаратов

Модель влагопоглощения материалов, применяемых при производстве антенн космических аппаратов

Автор: Башков И.В., Ермолаев Р.А., Кузнецов А.Б., Михеев А.Е., Гирн А.В.

Журнал: Сибирский аэрокосмический журнал @vestnik-sibsau

Рубрика: Авиационная и ракетно-космическая техника

Статья в выпуске: 4 т.16, 2015 года.

Бесплатный доступ

Рассмотрены процессы, протекающие при нахождении полиимидных пленок и углепластика в воздушной среде с различной влажностью. В космических аппаратах (КА) часто применяются различные полимерные материалы, в том числе полиимидные пленки и углепластики. Рефлекторы антенн из композиционных материалов для обеспечения требуемых радиотехнических характеристик покрывают тонким отражающим слоем металла, обычно алюминия. Для исключения возможной коррозии напыленного слоя на данных материалах необходимо знать количество влаги, содержащейся в объеме материала. При влагопоглощении полиимидными пленками и углепластиками происходит диффузия молекул воды, содержащихся в атмосфере, в объем материала. Для определения количества и кинетики сорбции влаги, содержащейся в окружающем воздухе, использована математическая модель, описанная Фиком. На основе уравнения Фика и условий, возникающих при построении модели для тонких полимерных материалов, получено уравнение для расчета динамики влагопоглощения полимерными материалами. По полученной модели влагопоглощения можно определить коэффициенты диффузии материалов путем термогравиметрического анализа и сопоставления полученных результатов с данной моделью. Получение и отбор материалов с пониженным значением влагопоглощения - это перспективное направление в материаловедении применительно к ракетно-космической сфере. Материалы с малым количеством поглощенной влаги позволяют производить КА с более длительным сроком активного существования и необходимы для перспективных аппаратов, в особенности с криогенным оборудованием.

Еще

Полиимидные пленки, углепластик, диффузия, сорбция

Короткий адрес: https://sciup.org/148177505

IDR: 148177505

Список литературы Модель влагопоглощения материалов, применяемых при производстве антенн космических аппаратов

  • Тестоедов Н. А., Двирный Г. В., Пермяков М. Ю. Определение величины температурной деформации размеростабильных рефлекторов//Вестник СибГАУ. 2011. № 2 (35). С. 67-70.
  • Мануйлов К. К. Исследование теплофизических и механических характеристик композитных материалов экранно-вакуумной теплоизоляции//Препринты ИПМ им. М. В. Келдыша. 2015. № 53. 16 с.
  • Влияние толщины криоконденсата на радиационные характеристики экрана теплоизоляции/Р. С. Михальченко . ФТИНТ, 1988. 14 с.
  • Tsenoglou C. J., Pavlidou S. and Papaspyrides C. D. Evaluation of interfacial relaxation due to water absorption in fiber-polymer composites//Composites Science and Technology. 2006. Vol. 66, No. 15. P. 2855-2864.
  • Моделирование влагопереноса в слоистых пластиках и стеклопластиках/О. В. Старцев //Физическая мезомеханика. 2002. Т. 5, № 2. С. 109-114.
  • Мелёхина М. И., Кавун Н. С., Ракитина В. П. Эпоксидные стеклопластики с улучшенной влагои водостойкостью//Авиационные материалы и технологии. 2013. № 2. С. 29-31.
  • Sala G. Composite degradation due to fluid absorption//Composites. Part B. 2000. Vol. 31, No. 5. P. 357-373.
  • Shen C. H., Springer G. S. Moisture Absorption and Desorption of Composite Materials//Journal of Composite Materials. 1976. Vol. 10. P. 2-20.
  • Yuichiro Aoki, Ken Yamada, Takashi Ishikawa. Effects of water absorption and temperature on compression after impact (cal) strength of CFRP laminates//16th Intern. Conf. on composite materials. 2007. 7 p.
  • Hyojin Kim, Kenichi Takemura. Influence of water absorption on creep behaviour of carbon fiber/epoxy laminates//Procedia Engineering, 2011.Vol. 10. P. 2731-2736.
  • Грот С., Маузер П. Неравновесная термодинамика. М.: Мир, 1967. 456 с.
  • Рейтлингер С. А. Проницаемость полимерных материалов. М.: Химия, 1974. 269 с.
  • Манин В. А., Громов А. Н., Ковалкин М. А. Надежность и долговечность полимерных материалов и изделий из них. М., 1953. C. 85.
  • Norton F. J. Gas permeation through lexan polycarbonate resin//Journal of Applied Polymer Science. 1963. Vol. 7, No. 5. P. 1649-1659.
  • Eschbach H., Jaeckel R., Muller D. Z. Permeability of polymeric materials//Naturforsch. 1963. 18a. 434 p.
  • Testoedov N. A., Dvirnyy G. V., Permyakov M. Yu. . Vestnik SibGAU. 2011, No. 2(35), P. 67-70 (In Russ.).
  • Manuylov K. K. . Preprinty IPM im. M. V. Keldysha, 2015,
  • No. 53, 16 p. (In Russ.).
  • Mikhal’chenko R. S., Grigorenko B. V., Getmanets V. F., Kurskaya T. A. Vliyanie tolshchiny kriokondensata na radiatsionnye kharakteristiki ekrana teplo-izolyatsii . Khar’kov, FTINT, 1988, 14 p.
  • Tsenoglou C. J., Pavlidou S., Papaspyrides C. D. Evaluation of interfacial relaxation due to water absorption in fiber-polymer composites. Composites Science and Technology, 2006, Vol. 66, No. 15, P. 2855-2864.
  • Startsev O. V., Kuznetsov A. A., Krotov A. S., Anikhovskaya L. I., Senatorova O. G. . Fizicheskaya mezzomekhanika. 2002, Vol. 5, No. 2, P. 109-114 (In Russ.).
  • Melekhina M. I., Kavun N. S., Rakitina V. P. . Aviatsionnye materialy i tekhnologii. 2013, No. 2, P. 29-31 (In Russ.).
  • Sala G. Composite degradation due to fluid absorption. Composites Part B. 2000, Vol. 31, No. 5, P. 357-373.
  • Shen C. H., Springer G. S. Moisture Absorption and Desorption of Composite Materials. Journal of Composite Materials, 1976, Vol. 10, P. 2-20.
  • Yuichiro Aoki, Ken Yamada, Takashi Ishikawa. Effects of water absorption and temperature on compression after impact (cal) strength of CFRP laminates. 16th international conference on composite materials, 2007, 7 p.
  • Hyojin Kim, Kenichi Takemura. Influence of water absorption on creep behaviour of carbon fiber/epoxy laminates. Procedia Engineering, 2011, Vol. 10, P. 2731-2736.
  • Grot S., Mauzer P. Neravnovesnaya termodinamika . Moscow, Mir Publ., 1967, 456 p.
  • Reytlinger S. A. Pronitsaemost’ polimernykh materialov . Moscow, Khimiya Publ., 1974, 269 p.
  • Manin V. A., Gromov A. N., Kovalkin M. A. Nadezhnost’ i dolgovechnost’ polimernykh materialov i izdeliy iz nikh . Moscow, 1953, 85 p.
  • Norton F. J. Gas permeation through lexan polycarbonate resin. Journal of Applied Polymer Science, 1963, Vol. 7, No. 5, P. 1649-1659.
  • Eschbach H., Jaeckel R., Muller D. Z. Permeability of polymeric materials. Naturforsch, 1963, 18a, 434 p.
Еще
Статья научная
QR-код для установки приложения SciUp Наведите камеру и скачайте бесплатное приложение SciUp