НАУКА и ОБРАЗОВАНИЕ

Файл статьи: SE-BMSTU...o178.pdf (1426.04Кб)

УДК 621.794.61

Россия,  Калужский филиал МГТУ им. Н.Э. Баумана г. Калуга, Филиал ФГУП «НПО им. С.А. Лавочкина»

Нанесение покрытий на поверхность материалов, а также регулирование их состава и структуры в приповерхностном слое, даёт возможность наиболее рационально и рентабельно использовать свойства материалов основы и модифицированных слоёв, экономить дорогостоящие и редкие металлы и сплавы.
Основным инструментом международной космической обсерватории «Спектр-УФ» будет космический телескоп Т-170М.
Исходя из того, что бленда главного зеркала имеет значительную высоту и находится в открытом космосе, она будет работать как радиатор, охлаждая узел главного зеркала. Поэтому между блендой главного зеркала и рамой узла главного зеркала необходимо создать теплоразвязку. Деталь, обеспечивающая теплоразвязку, исходя из теплового расчёта, должна обладать теплопроводностью не более 2,5 Вт/м·К и условным пределом текучести на сжатие не менее 125 МПа, чтобы обеспечить стабильность положения диафрагм бленды главного зеркала относительно оптической системы телескопа.
Учитывая, что оксид циркония ZrO₂ обладает одной из самых низких теплопроводностей среди оксидов металлов, в качестве материала основы предлагается использовать цирконий, а на его поверхность нанести МДО-покрытие.
В результате изучения особенностей МДО-покрытий на цирконии:
1) установлено, что композитный материал, состоящий из циркония и нанесённого на него МДО-покрытия, имеет низкую теплопроводность (менее 2 Вт/м·К), и при этом, в виду малой толщины оксидного слоя по сравнению с толщиной материала основы, обладает механическими свойствами, незначительно отличающимися от свойств чистого циркония;
2) установлено, что композитный материал обладает низким газовыделением, позволяющим использовать его в условиях открытого космоса; наименьшим газовыделением обладает материал, обработанный в двух электролитах – фосфатном и кислотном;
3) установлено, что с ростом толщины МДО-покрытия его пористость снижается, при этом средний диаметр пор растёт, что приводит к увеличению теплопроводности МДО-покрытия, поэтому использовать толстые МДО-покрытия нецелесообразно, к тому же, снижается сцепление покрытия с основой;
4) рекомендуется при необходимости применения теплоразвязки значительной толщины использовать пакет тонких шайб.

1. Суминов И.В., Эпельфельд А.В., Людин В.Б., Крит Б.Л., Борисов А.М. Микродуговое оксидирование (теория, технология, оборудование). М.: ЭКОМЕТ, 2005. 368 с.
2. Штокал А.О., Шаталов В.К. Изучение влияния МДО-покрытия на теплопроводность циркония // Региональная научно-техническая конференция «Наукоемкие технологии в приборо- и машиностроении и развитие инновационной деятельности в вузе» (Калуга, 22-25 апреля 2014 г): материалы. Т. 1. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2014. С. 4-7.