基于气体扩散方程的分子污染仿真与污染效应试验研究

随着空间光学技术的飞速发展,高性能空间光学载荷对分子污染防控提出了更高要求,必须在载荷设计初期开展分子污染传输与沉积的仿真分析,以更好地提供反馈并指导载荷设计。针对利用传统Monte Carlo方法进行空间分子污染仿真对复杂结构处理耗时长的问题,基于气体扩散方程创新性地开展空间分子污染传输与沉积行为的仿真分析,得到了敏感镜面的污染物沉积量分布数据,并结合地面试验对污染效应进行测试分析,结果表明分子污染可导致敏感镜面在轨3年后的光学性能衰减量达5.3%。研究结果可为空间光学器件的设计和开发提供指导。

Al2O3@5A沸石材料制备及其空间分子污染吸附性能

目的采用原子层沉积技术(ALD)制备了Al2O3@5A沸石分子筛复合材料,以提高材料的综合应用性能。方法采用三甲基铝为铝源,水为氧源,氮气为载气,工艺压力为26.6Pa,沉积温度为150℃,循环周期为300,在5A沸石分子筛球体表面生长膜厚约为30 nm的Al2O3非晶薄膜,探究Al2O3薄膜对5A沸石分子筛的机械强度和吸附性能的影响。结果Al2O3薄膜均匀牢度地包覆在5A沸石分子筛表面,有效抑制了分子筛的破裂掉粉。非晶态Al2O3薄膜呈现均匀粗糙的纳米岛状形貌,具有优异的疏水性。此外,Al2O3薄膜提供更多的活性铝,有利于与有机污染物分子发生化学吸附。结论采用ALD技术制备了形貌均匀、结构致密的Al2O3非晶薄膜,实现了对基底材料5A沸石分子筛的表面改性,不但改善了材料的机械强度和使用稳定性,而且提高了材料对有机污染物的吸附能力。