用于空间摩擦学试验的原子氧束流源的研制

核聚变与等离子体物理 ›› 2012, Vol. 32 ›› Issue (4): 366-371.

用于空间摩擦学试验的原子氧束流源的研制

马国政1，徐滨士1，王海斗1，张森2，童靖宇3

(1. 装备再制造技术国防科技重点实验室，北京 100072；2. 河北工业大学材料科学与工程学院，天津 300130； 3. 北京卫星环境工程研究所，北京 100094)

收稿日期:2012-02-21 修回日期:2012-08-09 出版日期:2012-12-15 发布日期:2012-12-14
作者简介:马国政(1985-)，男，四川通江人，博士研究生，主要从事空间摩擦学及空间环境模拟研究。
基金资助:
国家杰出青年科学基金(51125023)；国家973计划(2011CB013403)；北京市自然科学基金重大项目(3120001)

Development of atomic oxygen source for space tribology test

MA Guo-zheng1, XU Bin-shi1, WANG Hai-dou1, ZHANG Sen2, TONG Jing-yu3

(1. National Key Laboratory for Remanufacturing, Academy of Armored Forces Engineering, Beijing 100072; 2. School of Materials Science and Engineering, Hebei University of Technology, Tianjin 300130; 3. Beijing Institute of Spacecraft Environment Engineering, Beijing 100094)

Received:2012-02-21 Revised:2012-08-09 Online:2012-12-15 Published:2012-12-14

摘要/Abstract

摘要：

为了研究空间原子氧(AO)环境和摩擦材料的相互作用机理，以MSTS-1型真空摩擦磨损试验机为平台，研制了可用于模拟空间AO环境下摩擦学试验的AO束流源。该AO源的束流直径超过Æ50mm，通量密度为2.6×10¹⁵atoms×cm^-2×s^-1，AO平均能量5～10eV。常用空间材料Kapton薄膜的AO暴露试验结果也与国外空间飞行试验结果相似。该AO源工作状态稳定、束流纯净、运行气压低、小巧轻便，满足了空间摩擦学试验的特殊要求，并可广泛用于空间AO环境和摩擦材料的相互作用效应模拟研究。

关键词: 空间摩擦学, 空间环境模拟, 原子氧束流源, 微波电子回旋共振, 氧等离子体

Abstract:

In order to investigate the interaction mechanisms between space atomic oxygen (AO) environment and friction material, an AO beam source for space tribology test was developed on the basis of MSTS-1 vacuum tribometer. The radius of beam area is more than Æ50mm, the flux density and energy of the AO beam are 2.6×10¹⁵atoms×cm^-2×s^-1 and 5~10eV, respectively. The typical spacecraft material, i.e. Kapton, is exposed in the simulation facility, and the test results are similar to those of space flight exposure tests. In addition, the performance of the AO source is very stable and can work in high vacuum, the composition of the beam is pure. So the AO source not only satisfies all the special requirements of space tribology test, but also can be used to other space environment simulation test.

Key words: Space tribology, Space environment simulation, Atomic oxygen source, Microwave ECR, Oxygen plasma

中图分类号:

O539

马国政1，徐滨士1，王海斗1，张森2，童靖宇3. 用于空间摩擦学试验的原子氧束流源的研制[J]. 核聚变与等离子体物理, 2012, 32(4): 366-371.

MA Guo-zheng, XU Bin-shi, WANG Hai-dou, ZHANG Sen, TONG Jing-yu. Development of atomic oxygen source for space tribology test[J]. NUCLEAR FUSION AND PLASMA PHYSICS, 2012, 32(4): 366-371.

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