Непроходящие лакокрасочные покрытия внешней поверхности космических аппаратов, стойкие к эффектам электризации тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.07 ВАК РФ

Общая характеристика работы.

Глава I. Исследование поверхностных потенциалов лакокрасочных покрытий внешней поверхности КЛА, при их облучении электронами (предварительные исследования).

1.1. Плазмодинамический стенд ИТМ АН УССР, технические характеристики.

1.2. Результаты исследований потенциалов лакокрасочных покрытий внешней поверхности КА при электронном облучении.II

Глава 2. Проводимость внешних диэлектрических покрытий КА при воздействии космических ионизирующих излучении (обзор литературы).

2.1. Введение.

2.2. Постановка задачи.

2.3. Радиационная электропроводность полимеров.

2.4. Инжекционные токи в твердом теле.

2.5. Экспериментальные результаты.

2.6. Оценка потенциалов внешних диэлектрических покрытий КА.

Глава 3. Физическая модель заряжения низкоэнергетическими электронами плоского слоя диэлектрика с открытой поверхностью.

3.1. Введение.

3.2. Методика испытаний.

3.3. Расчеты глубинного хода мощности поглощенной дозы по методу Монте-Карло.

3.4. Экспериментальные результаты по измерению тока с тыльного электрода в облучаемых электронами полимерных образцах.

3.5. Анализ экспериментальных результатов.

3.6. Обсуждение.

3.7. Инжекционные токи в модельных полимерах с электронной и дырочной проводимостью.

3.8. Стационарные токи в режиме непрерывного облучения через закороченный образец модельного полимера при наличии необлучаемого слоя.

3.9. Обсуждение результатов исследований инжекционных токов и электрических полей в модельных полимерах, облучаемых в короткозамкнутой геометрии.

3.10. Физическая модель заряжения низкоэнергетическими электронами плоского слоя диэлектрика с открытой поверхностью.

3.11. Теоретическое рассмотрение процесса заряжения низкоэнергетическими электронами модельного диэлектрика с открытой поверхностью.

3.12. Результаты численного расчета поверхностного потенциала модельного диэлектрика, облучаемого низкоэнергетическими электронами.

3.13. Обсуждение результатов численных расчетов по предложенной физической модели заряжения низкоэнергетическими электронами плоского слоя диэлектрика с открытой поверхностью.

Глава 4. Разработка технологических критериев нанесения непроводящих лакокрасочных покрытий с повышенной стойкостью к эффектам электризации.

Глава 5. Непроводящие лакокрасочные покрытия внешней поверхности

KJIA, стойкие к эффектам электризации.

Актуальность работы. Одним из факторов, ограничивающих надежную и длительную эксплуатацию космических аппаратов (КА) как на высокоэллиптических орбитах, так и на геостационарной орбите, является электризация и связанные с ней электростатические разряды (ЭСР) на борту космического аппарата. ЭСР вызывают сбои в работе бортовой радиоэлектронной аппаратуры, а в некоторых случаях и её катастрофические отказы.

Наиболее эффективным способом снижения вероятности возникновения ЭСР вследствие дифференциальной зарядки поверхности КА, является применение проводящих покрытий для элементов поверхности. В этом случае уменьшается разность потенциалов между элементами, изготовленными из различных материалов, и происходит выравнивание потенциального рельефа поверхности КА. По указанной причине проводится большая работа по замене непроводящих электрический ток лакокрасочных покрытий на аналогичные по параметрам проводящие покрытия.

До настоящего времени, однако, для целого ряда непроводящих покрытий используемых для целей терморегулирования приборных отсеков и отдельных элементов внешней поверхности КА не существует адекватной замены. До сих пор не удалось создать проводящие эмали определенных цветов, обладающие требуемыми значениями спектральных коэффициентов отражения и поглощения ультрафиолетового, видимого и инфракрасного излучения. Поэтому наряду с мероприятиями по замене непроводящих покрытий на проводящие, значительная роль отводится работам по снижению поверхностных потенциалов этих непроводящих покрытий.

К сожалению, в настоящее время отсутствуют нормативные документы, следуя которым можно было бы разработать технологию нанесения непроводящих лакокрасочных покрытий с заранее заданной предельной величиной поверхностного потенциала при заданных условиях эксплуатации. Практически отсутствует серьезная теоретическая проработка этого вопроса, подкрепленная надежной экспериментальной проверкой. По указанной причине непроводящие лакокрасочные покрытия внешней поверхности КА являются потенциальными источниками ЭСР со всеми вытекающими последствиями.

Актуальность настоящей работы заключается в том, что в ней на основе теоретических и экспериментальных исследований процессов заряжения плоских диэлектрических слоев с открытой поверхностью разработаны критерии, позволяющие реализовать технологию нанесения непроводящих лакокрасочных покрытий внешней поверхности КА, обладающих повышенной стойкостью к эффектам электризации.

Цель работы. Целью настоящей работы является создание стойких к эффектам электризации непроводящих лакокрасочных покрытий для элементов внешней поверхности КА путем выбора их оптимальной структуры: непроводящая эмаль - проводящий подслой.

Для достижения поставленной цели необходимо было последовательно решить следующие задачи:

1. Провести предварительные исследования поверхностных потенциалов всех основных (допущенных к применению в отрасли) непроводящих лакокрасочных покрытий внешней поверхности КА в условиях близких к натурным. На основе предварительных исследований дать оценку стойкости этих покрытий к эффектам электризации.

2. Создать физическую модель заряжения низкоэнергетическими электронами полимерного диэлектрика с открытой поверхностью, учитывающую вклад инжекционных токов в полный ток и пригодную для расчета поверхностных потенциалов непроводящих покрытий КА.

3. Разработать основные критерии, позволяющие реализовать технологию нанесения непроводящих лакокрасочных покрытий элементов внешней поверхности КА с заранее заданной допустимой величиной поверхностного потенциала при заданных условиях эксплуатации. 4. Используя разработанные критерии предложить ряд стойких к эффектам электризации покрытий из непроводящих эмалей, предназначенных для эксплуатации в различных натурных условиях и внедрить эти лакокрасочные покрытия в производство изделий космической техники.

Научная новизна полученных в диссертации результатов теоретических и экспериментальных исследований заключается в следующем:

1. Предложена физическая модель заряжения низкоэнергетическими электронами плоского слоя диэлектрика с открытой поверхностью, учитывающая вклад инжекционных токов в полный ток и пригодная для расчета поверхностных потенциалов непроводящих покрытий КА.

2. На основе анализа выводов предложенной физической модели заряжения сформулированы критерии, основанные на выборе оптимальной толщины слоя непроводящей эмали.

Практическая ценность.

I. На основе применения разработанных критериев создан ряд покрытий из непроводящих эмалей, обладающих пониженными значениями поверхностного потенциала, повышенной стойкостью к эффектам электризации и предназначенных для эксплуатации в различных натурных условиях, в том числе:

- структура на основе белой эмали КО-5191 толщиной 30 мкм с подслоем проводящей эмали ХС-973 толщиной 110 мкм;

- структура на основе белой эмали ХВ-16 толщиной 20 мкм с подслоем проводящей эмали ХП-5237 толщиной 80 мкм;

- структура на основе белой эмали ЭКОМ-1 толщиной 40 мкм с подслоем проводящей эмали ХП-5237 толщиной 80 мкм.

Выполненные сравнительные испытания предложенных нами и традиционно используемых структур из непроводящих эмалей показали, что применение первых обеспечивает снижение поверхностного потенциала в 1,7-2 раза и в 34 раза снижает вероятность возникновения ЭСР на поверхности КА в результате дифференциальной зарядки поверхности.

Основные практические результаты работы использованы в КБ «Салют» ГКНПЦ им. М.В. Хруничева при конструировании и производстве изделий космической техники: "Рокот", МКС.

В комплексе с другими мероприятиями по снижению нежелательных эффектов электризации использование предложенных в диссертации структур позволило снизить вероятность возникновения ЭСР на поверхности КА в 3-4 раза. Это значительно повысило надежность функционирования и бесперебойную работу КА на орбите.

Технический эффект от внедрения результатов диссертационной работы оценивается увеличением ресурса активного функционирования КА на орбите в 1,5 - 2 раза.

На защиту выносятся следующие основные положения:

1. Результаты предварительных исследований, заключающиеся в измерении поверхностных потенциалов всех основных (допущенных к применению в отрасли) непроводящих лакокрасочных покрытий внешней поверхности КА в условиях близких к натурным, и оценке стойкости этих покрытий к эффектам электризации.

2.Физическая модель заряжения электронами плоского слоя диэлектрика с открытой поверхностью, учитывающая вклад инжекционных токов в полный 8 ток и пригодная для расчета поверхностных потенциалов непроводящих покрытий КА.

3. Сформулированные в работе критерии, позволяющие реализовать технологию нанесения непроводящих лакокрасочных покрытий элементов внешней поверхности КА с заранее заданной предельной величиной поверхностного потенциала при заданных условиях эксплуатации.

4.Результаты расчетов поверхностных потенциалов непроводящих покрытий по предложенной физической модели.

5. Разработанные покрытия из непроводящих эмалей, обладающие пониженными значениями поверхностного потенциала, повышенной стойкостью к эффектам электризации и предназначенные для эксплуатации в различных условиях.

Апробация работы. Результаты работы докладывались на IX, X, XI и XII Межнациональных Совещаниях «Радиационная физика твердого тела» (г. Севастополь, 1999 - 2002 г.) и на 8-ом Международном симпозиуме «Материалы для космического применения» (Франция, Аркашон, 2000 г.). Публикации. Материалы, отражающие основное содержание диссертации, изложены в пяти статьях и четырех докладах на Межнациональных и Международных симпозиумах и совещаниях.

Объем работы. Общий объем диссертации 114 стр. машинописного текста, включая 27 стр. иллюстраций и список цитируемой литературы. Работа состоит из введения, пяти глав, заключения и списка литературы включающего 104 работы отечественных и зарубежных авторов.

По всей видимости, в полимерах типа ПММА мы сталкиваемся с новым механизмом проводимости через необлучаемые слои полимера толщиной <5 мкм, специфическим именно для режима электронного облучения [19]. В основе его лежат представления об инициировании автоэлектронной эмиссии в местах локального усиления электрического поля у головки короткого трека электронов в плоскости х = /, с последующим прорастанием первичных каналов (стримеров) через всю толщину блокировочного слоя, не приводящего, однако к пробою образца. Результаты наших расчетов показывают, что область применимости этого механизма ограничена, по всей видимости, полярными полимерами с минимальной радиационной электропроводностью и, возможно, полимерами с дырочной электропроводностью, хотя в этом вопросе необходимо проведение дополнительных экспериментальных и теоретических исследований. ВЫВОДЫ

1. Использование модели Роуза-Фаулера-Вайсберга для описания генерации, рекомбинации и транспорта носителей заряда в полимерах со свободно-зарядовым механизмом радиационной электропроводности позволяет провести анализ явления радиационно-стимулированной инжекции в полимерах в самосогласованной постановке.

2. Теоретический анализ показывает, что в полимерах с электронной проводимостью этот подход обеспечивает не только качественное, но и количественное согласие с экспериментом. В полимерах с дырочной электропроводностью подобного количественного согласия уже не наблюдается. В этом последнем случае, как и в полимерах с минимальной радиационной электропроводностью (прежде всего, в полярных полимерах) для объяснения наблюдаемых закономерностей требуется привлечение дополнительного механизма инжекционной проводимости, достаточно универсального по своей природе и существенно отличного от классического (неоднородность в пространстве, многостадийность динамики развития), в некоторых своих чертах напоминающего начальную (стримерную) стадию электрического пробоя в конденсированной фазе.

ЗЛО. Физическая модель заряжения низкоэнергетическими электронами плоского слоя диэлектрика с открытой поверхностью

До недавнего времени значительное внимание уделялось теоретическому и экспериментальному исследованию объемного заряжения диэлектрических полимерных слоев, нанесенных на заземленную под ложку и облучаемых со стороны открытой поверхности, главным образом в связи с дифференциальной зарядкой внешних неметаллизированных диэлектрических покрытий космических аппаратов, эксплуатируемых на высокоэллиптических или геостационарной орбитах [1, 3, 16, 46, 76, 77, 8595]. В работе [76] поставлена и решена задача заряжения диэлектрического слоя в самосогласованной постановке для случая стационарного режима облучения, причем при описании радиационной электропроводности и переноса носителей заряда через необлучаемый слой диэлектрика (инжекционная проводимость) использована теория многократного захвата, правда как чисто феноменологическая модель с подгоночными параметрами.

Представляет несомненный интерес дальнейшая теоретическая проработка этого явления, основанная на микроскопической теории радиационной электропроводности и транспорта носителей заряда в рамках модели Роуза-Фаулера-Вайсберга (РФВ) [17, 74]. Значения параметров модели для большинства полимеров, включая знак основных носителей заряда, определены из независимых экспериментов, так что полученные результаты расчетов могут иметь большую предсказательную силу и в частности прояснить природу инжекционных токов, протекающих через необлучаемый слой полимерного диэлектрика, дополнив информацию по этому вопросу, полученную методом нестационарных токов (или расщепленного цилиндра Фарадея) (см. [11]).

3.11. Теоретическое рассмотрение процесса заряжения низкоэнергетическими электронами модельного диэлектрика с открытой поверхностью

Схема типичного эксперимента показана на рис.1.3. Полимерный слой толщиной h нанесен на металлическую заземленную (через измерительный прибор) подложку. С момента времени t = 0 начинается его облучение со стороны открытой поверхности потоком электронов с постоянной интенсивностью в течение неограниченно большого времени. Энергия электронов пучка Ее недостаточна для проникновения через облучаемый слой, так что в полимере образуется необлучаемый слой толщиной Ah. Теоретический анализ проводится для одномерной геометрии облучения и относится уже к стационарному режиму облучения. В этом состоянии потенциал открытой поверхности достигает значения Us (<0), так что энергия электронов Eei, достигающих открытой поверхности, уже больше не равна начальному значению Ее, а составляет только Ее + eUs (<Ее), где е -элементарный электрический заряд, взятый со знаком плюс. Обозначим через 1т максимальный пробег электронов с этой энергией. Тогда, очевидно, Ah = h-lm. Как уже неоднократно отмечалось в литературе, 1т несколько больше максимального пробега электронов, рассчитанного в приближении непрерывного замедления (см., например, [54, 74]). Сразу отметим, что полностью самосогласованная постановка задачи чрезвычайно сложна и на данном этапе рассмотрения мы от нее откажемся. Для исключения режима ограничения потенциала открытой поверхности вторично-эмиссионными процессами, крайне нежелательного с точки зрения эксплуатационной надежности внешних покрытий космического аппарата, примем, что суммарный коэффициент вторично-электронной эмиссии сг = 0.286. Согласно Гроссу ток инжекции /0 = 1Ь (1 - rj), где Iь - плотность тока пучка, а г] - коэффициент обратного рассеяния быстрых электронов (т/ < сг) [II]. Однако в отличие от случая облучения короткозамкнутого образца пучком непроникающих электронов в нашем случае полный ток в образце Iz (он же ток на подложку /2 ) не равен /0, а несколько меньше: h=I2=Ib{\-ri-8) (12.3) где д - коэффициент истинной вторичной электронной эмиссии, зависящий как от энергии электронов, достигающих открытой поверхности £ei, так и электрического поля в объеме полимера у ее границы, т.е. при х = 0. Заметим, что сг = rj + 8. В дальнейшем примем, что 0.08. Такой выбор параметров а и г/ станет ясным из последующего изложения.

Глубинный ход мощности дозы D(x) = D(0)g(x) и тока вперед I(x) = IJ(x) определяется заданием функций/и g, причем/= g = 1.0 при х -Onf-g-O при х > lm. Однако, если fix) - монотонно спадающая функция, то D(x) проходит через максимум Dm « 2.69 ± 0.05 при хт « 0.41т для Ее в интервале энергий от 10 до 100 кэВ (см. [74]). Там же приведен аналитический вид функций /и g.

Описание радиационной электропроводности в облучаемом слое, а также инжекционных токов в необлучаемой части полимера проводим в рамках модели РФВ, при этом объемную рекомбинацию считаем диффузионно-лимитируемым процессом, протекающим по механизму Л анжевена [16,17].

Сначала рассмотрим случай монополярной проводимости, причем примем, что именно электроны являются подвижными носителями заряда с микроскопической подвижностью //0 •

Полная система уравнений в самосогласованной постановке ранее записана нами (2.3) в следующей форме:

Ib(l-?1-S) = I2=Iz=Ib(l-n)f{x) + en{x)n,F{x) ах ££0

Г г. \а sin ал: п{х)

Vv0 У krn(x)P(x) = D(0)g(x)rIo

Здесь п(х) - концентрация квазисвободных электронов, F(x) - локальное электрическое поле, es0 - абсолютная диэлектрическая проницаемость полимера (£0 = 8.85 • 10~12 ф/м - электрическая постоянная), Р(х) и N(x) -полные концентрации дырок и электронов, соответственно, а -дисперсионный параметр, М0 - полная концентрация ловушек, экспоненциально распределенных по энергии, кс и кг - константы скорости ь - е захвата и рекомбинации квазисвободных электронов (*> - №о), v0

SSq частотный фактор и Т]0 - удельный выход свободных зарядов на единицу дозы в единице объема (Гр1м~3), который для упрощения выкладок принимается независящим от электрического поля.

Первое уравнение в системе (2.3) есть просто выражение для полного тока совпадающего в нашем случае с током на подложку (что является прямым следствием одномерности задачи (см. [4])). При его написании мы пренебрегли диффузионной компонентой тока. Второе уравнение - это уравнение Пуассона. Третье, - задает связь между концентрацией квазисвободных электронов и их полной концентрацией на глубине х. И, наконец, четвертое - описывает баланс процессов генерации и рекомбинации квазисвободных электронов и дырок. Поверхностный потенциал Us определяется из условия: h

J F(x)dx = Us (13.3) о

Плоскость нулевого поля = 0) определяется из условия у л 1

J\xo)--J—~—. Для выбранных нами значений сг и J] получаем, что так что /0 — точно. В области полимера х<х$ поле F положительно, а при <x<h оно отрицательно. Случай <т-г]-\-д = 1.0 соответствует установлению стационарного состояния только за счет процессов вторичной электронной эмиссии и подробно рассмотрен в литературе [1]. В рассматриваемом нами случае значительная часть электронов пучка отводится из полимера за счет токов проводимости и в частности токов инжекции через необлучаемый слой.

Выражая п(х), N(x) и Р(х) через F(x) (/2 предполагается известным), приходим к уравнению Бернулли, допускающему решение в квадратурах (см. [76, 78]). Численные расчеты для выбранного вида функций/и g проведены с применением математического пакета MathCad (время счета одного варианта 1-2 минуты).

Параметры модельного полимера приняты следующими: = 10~5м2/В • с ? v0 =106с"1, т0 =КГ10с, кг =6.0- 10"14м3/с, кс = 10"15м3/с. Дисперсионный параметр «гизменяли в пределах от 0.05 до 0.5.

При изменении а в указанных пределах происходит значительное изменение стационарной радиационной электропроводности уг, которая рассчитывается по следующей формуле:

Г г sin па G0 па kr • М0 Л

К^з J

14.3) где Go - скорость генерации носителей заряда, а А = 1 /(1 + а). Значения уг при Go = 6.2x10 м~ с" (причины такого выбора станут ясными из дальнейшего изложения) составляют 5.6х10"13,3.ЗхЮ"15 и 7.6х10"17 Ом"1 м"1 для а = 0.5, 0.2 и 0.05, соответственно (снижение более чем в 7000 раз). В реальных полимерах подобный разброс значений гораздо уже (см. [21]). Поэтому для выяснения роли собственно дисперсионного параметра а нами выбрана процедура приведения ут к постоянному значению 4.0x10"14 Ом^м"1 (см. [20]) при Go = 6.2х1018 м"3с"\ Для достижения этой цели варьировали М0.

3 26

В результате подгоночные значения М0 составили (м" ): 5.3x10 (а = 0.5), 5.1х1023 (а= 0.2) и 1.4x1022 (а =0.05).

Толщина полимерного слоя принята равной 20 мкм, изменение

Ah достигалось вариацией 1т (т.е. энергии электронов Ее). Для справки укажем, что в случае полиэтилентерефталата (ПЭТФ) lm ~ 38.2 мкм [74] при Ее = 50 кэВ. Установлено, что 1т Е161 [751. Отношение 4—|- ~ 1.61 -10 6 а

1 J D(0) м Гр t]q = 1.0 • 1019 м^Гр"1 (что приблизительно соответствует радиационно-химическому выходу свободных зарядов 0.15 на 100 эВ поглощенной энергии). Для выбранных значений параметров току инжекции пучка /0 |= А/м2 соответствует мощность дозы D(0)= 0.62 Гр/с, причем ГЩщ =6.2-10 м" с". Приведенные значения типичны для магнитной суббури на геостационарной орбите [79].

С позиций развиваемого подхода особый интерес представляет случай облучения полимеров с дырочной электропроводностью. Если допустить, что электроны в них вообще неподвижны (т.е. являются только центрами рекомбинации), то окажется, что /2 = 0. Естественно, что инжекцией дырок

86 из тянущего электрода пренебрегаем. Если /2 * О (по-прежнему полимер считаем идеальным диэлектриком, в котором отсутствует собственная проводимость), то это означает, что необходимо учесть подвижность электронов (неосновных носителей заряда). Для проведения количественных оценок примем, что параметры переноса электронов те же, что и у дырок, за исключением который для электронов в 100 раз меньше.

Естественно, что при этом М'0 = 100Мо. Процедура расчета подробно изложена в [78].

Определенный интерес представляет анализ влияния собственной проводимости полимера {Yd)- В качестве первого приближения к решению этой задачи мы выбрали подход, основанный на следующих модельных представлениях, позволяющих сохранить самосогласованную постановку задачи. Считаем, что собственная проводимость полимера может быть описана той же самой моделью РФВ, но только с соответствующим генерационным членом Gd, обеспечивающим заданное значение у d в стационарном режиме тепловой генерации носителей заряда. Отсюда

КГл

CC7Z M0yd Г К " л Crd=--

Sin an ££0 a vWoy

15.3) где все параметры модели РФВ относятся к основным носителям заряда. В системе уравнений (2) изменяется только последнее уравнение, в котором правая часть теперь выглядит как D(0)g(x)ij0 + Gd. При Gd -» 0 получаем непрерывный переход к ранее полученным результатам.

87

3.12. Результаты численного расчета поверхностного потенциала модельного диэлектрика, облучаемого низкоэнергетическими электронами

При облучении диэлектрических слоев с открытой поверхностью основной интерес представляет величина равновесного поверхностного потенциала Us, а также возможность ее снижения в заданных внешних условиях с целью исключения электростатических разрядов, прежде всего сквозного пробоя диэлектрического слоя или скользящего вдоль поверхности разряда в вакууме.

На рис. 12.3,13.3 представлена зависимость Us от /0 для h = 20 мкм и Ah= 2 мкм, а на рис.14.3, 15.3 - зависимость Us от Ah при фиксированном значении /0 = 10"6 А/м2 для нескольких значений а, в том числе и при уг =

4.0х10*14 Ом"1 м"1 (= const). Как и следовало ожидать, замена электронпроводящего полимера на дырочный с той же самой радиационной электропроводностью сопровождается заметным возрастанием \Us\ при облучении в одинаковых условиях (кривая 3 на рис. 12.3 и 14.3). Влияние собственной электропроводности полимера на поверхностный потенциал иллюстрируется рис. 16.3. Видно, что увеличение Уd ведет к снижению \Us\. При уменьшении М0 до М'0 значение потенциала 1 t раз, при сохранении общей формы кривой \Us\(yd), fM±W kKJ уменьшается в как следует из решения системы уравнений (2.3).

Рис. 12.3. Зависимость потенциала открытой поверхности диэлектрика от плотности тока электронов (энергия электронов 30 кэВ), толщина образца 20 мкм, толщина запорного слоя 2 мкм. М0 = 1025 м"3; «г: 0.5 (1,3), 0.2 (2);

27 3 кривая 3 - дырочная проводимость А/о - 10 м" (3);

US,B

Рис. 13.3. Зависимость потенциала открытой поверхности диэлектрика от плотности тока электронов (энергия электронов 30 кэВ), толщина образца 20 мкм, толщина запорного слоя 2 мкм.

Г г = 4.0х10"14 Ом"1 м"1; а: 0.5 (1), 0.2 (2), 0.05 (3); М0 (м"3): 5.3x1026 (1), 5.13х1023 (2), 1.4х1022 (3).

Us,в 250

Рис. 14.3. Зависимость потенциала открытой поверхности диэлектрика от толщины запорного слоя, плотность тока электронов 10"6 А/м2 (энергия электронов 30 кэВ), толщина образца 20 мкм.

М0 = 1025 м"3; «: 0.5 (1,3), 0.2 (2); кривая 3 - дырочная проводимость М0- 1027 м"3(3);

Us,В

Ah, мкм

Рис. 15.3. Зависимость потенциала открытой поверхности диэлектрика от толщины запорного слоя, плотность тока электронов 10 А/м (энергия электронов 30 кэВ), толщина образца 20 мкм.

Г г = 4.0x10"14 Ом"1 м"1; с?: 0.5 (1), 0.2 (2), 0.05 (3); М0 (м"3): 5.3хЮ26 (1), 5.13х1023 (2), 1.4Х1022 (3).

3.13. Обсуждение результатов численных расчетов по предложенной физической модели заряжения низкоэнергетическими электронами плоского слоя диэлектрика с открытой поверхностью

Анализ заряжения полимерных слоев с открытой поверхностью показывает, что наименьший потенциал поверхности достигается при толщине слоя, не превышающей максимального пробега электронов. В этом случае величина поверхностного потенциала определяется радиационной электропроводностью полимера и практически не зависит от типа основных носителей заряда (электроны или дырки). Уменьшение а приводит к резкому возрастанию потенциала поверхности. Увеличение исходной (темновой) проводимости приводит к заметному снижению потенциала, особенно при

Yd ^ Ю13 Ом^м"1. Заметим, что в качестве Yd может выступать и жесткая компонента космических ионизирующих излучений (электроны и протоны с пробегом > h). Для h ~ 20-40 мкм мощность дозы этой компоненты в пике магнитной суббури может достигать -0.1 Гр/с [1]. Соответствующая ей радиационная электропроводность Yrh {h обозначает hard -жесткий) составит 10"14х0.1= 10"15 Ом'м"1 и согласно рис. 16.3 приведет к снижению поверхностного потенциала почти в 2 раза.

Распространение результатов на реальные полимеры требует определенной осторожности. В таких полимерах как ПЭТФ (а = 0.05) и полипиромеллитимид (ППМИ) (а = 0.22) наблюдается заметное возрастание а при сокращении времени облучения. Этот эффект особенно ярко выражен в ПЭТФ [80]. В этом полимере а~ 0.38 при t~5 мкс, -0.2 при 100 мкс и 0.05 при t > 1 мс. Учет подобного изменения а в рамках использованного подхода не представляется возможным. Именно поэтому нами и была выбрана процедура изменения М0 для обеспечения разумных значений уг при ~ 1.0 Гр/с, типичных для условий сильной магнитной суббури. Сравнение рис. 12.3, 14.3 и рис. 13.3, 15.3 показывает, что указанная выше процедура приводит к заметному уменьшению поверхностного потенциала

Us, В

Рис. 16.3. Зависимость потенциала открытой поверхности диэлектрика от

-6 2 собственной электропроводности. Плотность тока электронов 10 А/м для полимеров с низкими значениями дисперсионного параметра (< 0.3), тем самым (энергия электронов 30 кэВ), толщина образца 20 мкм, толщина запорного слоя 3 мкм, а = 02, Mo = 1025 м"3.

94 подчеркивая ту исключительную роль, которую в этом режиме заряжения играет радиационная электропроводность как таковая [96-104]. Тем не менее, полученные результаты (рис. 14.3,15.3) показывают, что в материалах с низким а (< 0.1) поверхностный потенциал возрастает с ростом толщины необлученного слоя ish более круто, чем при высоких значениях а. С увеличением тока /0, наоборот, в материалах с низким а (< 0.1) поверхностный потенциал растет медленнее (см. рис. 12.3,13.3).

Глава 4. Разработка технологических критериев нанесения непроводящих лакокрасочных покрытий с повышенной стойкостью к эффектам электризации.

При функционировании КА на и высокоэллиптических орбитах и геостационарной орбите их внешняя поверхность подвергается воздействию околоземной космической плазмы. Одним из результатов этого воздействия является дифференциальное заряжение элементов внешней поверхности низкоэнергетическими электронами, заключающееся в следующем.

Элементы внешней поверхности, покрытые различными лакокрасочными материалами, приобретают, в результате своего взаимодействия с плазмой различные электрические потенциалы. Величины этих потенциалов определяются электрофизическими свойствами самих лакокрасочных покрытий. Дифференциальное заряжение поверхности КА приводит к возникновению мощных электростатических разрядов (ЭСР), и, как следствие, к сбоям и отказам в работе бортовой радиоэлектронной аппаратуры.

Для исключения дифференциального заряжения КА используют специальные лакокрасочные покрытия, обладающие повышенной электропроводностью. К числу таких покрытий относят как проводящие грунтовки, так и проводящие эмали.

Однако до настоящего времени не удалось разработать проводящие эмали определенных цветов, обладающие требуемыми значениями спектральных коэффициентов отражения и поглощения ультрафиолетового, видимого и инфракрасного излучения.

Известно лакокрасочное покрытие, стойкое к возникновению ЭСР, которое представляет собой комбинацию проводящей грунтовки, на которую наносится слой непроводящей эмали с требуемыми спектральными характеристиками. Причем толщина слоя эмали выбирается такой, чтобы электроны плазмы пролетали ее и тормозились в слое проводящей грунтовки.

Такое покрытие обладает достаточной стойкостью к возникновению ЭСР, однако толщина слоя эмали (13,7 мкм для электронов спектра АЕ-4 со средней энергией 40 кэВ) оказывается недостаточной для обеспечения требуемого срока службы КА на орбите.

Выполненные нами исследования показывают, что можно увеличить до требуемой величины толщину слоя непроводящей эмали без снижения стойкости к эффектам электризации, т.е. без заметного увеличения поверхностного потенциала при заданных условиях облучения, если использовать технологические критерии нанесения непроводящих покрытий, которые разработаны в настоящей главе.

На основе анализа выводов физической модели заряжения электронами плоского слоя диэлектрика сформулированы основные критерии, позволяющие реализовать технологию нанесения непроводящих лакокрасочных покрытий элементов внешней поверхности КА с заранее заданной величиной поверхностного потенциала для заданных условий эксплуатации:

- такое покрытие состоит из двух слоев. Первый слой - это слой проводящей грунтовки требуемой толщины. Второй слой - это слой непроводящей эмали требуемого цвета. Связующее грунтовки и эмали должно быть одним и тем же, для обеспечения хорошей межслойной адгезии;

- толщина слоя непроводящей эмали определяется по разработанной в диссертации программе исходя из требуемого значения поверхностного потенциала покрытия при заданных условиях эксплуатации;

- при прочих равных условиях в качестве непроводящих эмалей рекомендуется применять те, у которых при облучении основными носителями заряда являются электроны. В этом случае потенциал поверхности значительно снижается.

Глава 5. Непроводящие лакокрасочные покрытия внешней поверхности КЛА стойкие к эффектам электризации.

На основе результатов численного моделирования и выводов из экспериментов по измерению поверхностных потенциалов разработан ряд покрытий из непроводящих эмалей, обладающих пониженными значениями поверхностного потенциала, повышенной стойкостью к эффектам электризации и предназначенных для эксплуатации космических летательных аппаратов в различных натурных условиях, в том числе:

- структура на основе белой эмали КО-5191 толщиной 30 мкм с подслоем проводящей эмали ХС-973 толщиной 110 мкм;

- структура на основе белой эмали ХВ-16 толщиной 20 мкм с подслоем проводящей эмали ХП-5237 толщиной 80 мкм;

- структура на основе белой эмали ЭКОМ-1 толщиной 40 мкм с подслоем проводящей эмали ХП-5237 толщиной 80 мкм.

Предложенные покрытия прошли экспериментальную отработку, которая включала в себя:

- проверку защитных свойств покрытия и оценку коррозионной стойкости металлических материалов;

- определение стабильности удельного объемного сопротивления; сопротивления поверхностного слоя покрытия и величины напряжения электрического пробоя;

- оценку сохранности терморадиационных характеристик лакокрасочных покрытий As и Еп в условиях имитирующих длительное хранение, транспортирование и эксплуатацию изделий космической техники;

Экспериментальная отработка проводилась на плоских образцах, изготовленных из металлических (Амг-6, Д16АТ, 12Х18Н10Т) и неметаллических материалов (ВПС, АФ-10, КМУ-4Л) размером 130x130 мм и толщиной от 1,5 до 2,5 мм.

98

Для определения стабильности удельного объемного электрического сопротивления использовались образцы из неметаллического материала ВПС-7В размерами 100x10 мм и толщиной 2,2 мм.

После изготовления и нанесения покрытий на всех образцах были проведены следующие измерения:

- толщина покрытия;

- терморадиационные характеристики As и Еп;

- удельное объемное электрическое сопротивление - по методике для токопроводящих эмалей;

- величину напряжения электрического пробоя.

Для определения толщины покрытий замерялась толщина образцов микрометром до, и после нанесения покрытия.

Сравнительные испытания величин поверхностных потенциалов разработанных в диссертации структур лакокрасочных покрытий и ранее применявшихся покрытий приведены в таблице 5.1.

Сравнительные испытания предложенных и традиционно используемых структур из непроводящих эмалей показали, что применение первых обеспечивает снижение поверхностного потенциала в 1,7-2 раза и в 3-4 раза снижает вероятность возникновения ЭСР на поверхности КА в результате дифференциальной зарядки поверхности.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ.

1. Разработана экспериментальная оснастка и проведены предварительные исследования эффектов электризации практически всех допущенных к применению в отрасли непроводящих лакокрасочных покрытий элементов внешней поверхности КА. Исследования выполнены на плазмодинамическом стенде ИТМ АН УССР в условиях облучения близких к натурным (поток электронов с энергией 3-25 кэВ, плотность потока 0Д-0,5 нА/см2, вакуум 10"6 мм рт. ст., УФ облучение с

5 л интенсивностью 2.10" Вт/см при X = 120. 350 нм, поток низкотемпературной плазмы с концентрацией заряженных частиц N, - 105 см'3). Показано, что в этих условиях облучения непроводящие лакокрасочные покрытия элементов внешней поверхности КА заряжаются до недопустимо высоких поверхностных потенциалов (порядка 4 киловольт), что свидетельствует о крайне низкой стойкости этих покрытий к поражающим факторам электризации.

2. Проведен тщательный анализ литературных данных и результатов собственных предварительных исследований с целью определения возможных путей повышения до требуемого уровня стойкости к эффектам электризации непроводящих лакокрасочных покрытий внешней поверхности КА. Основным путем повышения стойкости к эффектам электризации непроводящих покрытий КА выбран следующий: физическое моделирование процессов заряжения диэлектриков, облучаемых низкоэнергетическими электронами и разработка на основе этого моделирования технологических критериев нанесения непроводящих покрытий стойких к эффектам электризации.

3.Предложена физическая модель заряжения низкоэнергетическими электронами плоского слоя диэлектрика с открытой поверхностью, учитывающая вклад инжекционных токов в полный ток и пригодная для расчета поверхностных потенциалов непроводящих покрытий КА.

4.На основе анализа выводов физической модели заряжения электронами плоского слоя диэлектрика сформулированы основные критерии, позволяющие реализовать технологию нанесения непроводящих лакокрасочных покрытий элементов внешней поверхности КА с заранее заданной величиной поверхностного потенциала для заданных условий эксплуатации:

- такое покрытие состоит из двух слоев. Первый слой - это слой проводящей грунтовки требуемой толщины. Второй слой - это слой непроводящей эмали требуемого цвета. Связующее грунтовки и эмали должно быть одним и тем же, для обеспечения хорошей межелойной адгезии;

- толщина слоя непроводящей эмали определяется по разработанной в диссертации программе исходя из требуемого значения поверхностного потенциала покрытия при заданных условиях эксплуатации;

- при прочих равных условиях в качестве непроводящих эмалей рекомендуется применять те, у которых при облучении основными носителями заряда являются электроны. В этом случае потенциал поверхности значительно снижается.

5. На основе результатов численного моделирования и выводов из экспериментов по измерению поверхностных потенциалов разработан ряд покрытий из непроводящих эмалей, обладающих пониженными значениями поверхностного потенциала, повышенной стойкостью к эффектам электризации и предназначенных для эксплуатации космических летательных аппаратов в различных натурных условиях, в том числе:

- структура на основе белой эмали KO-5I91 толщиной 30 мкм с подслоем проводящей эмали ХС-973 толщиной 110 мкм;

- структура на основе белой эмали ХВ-16 толщиной 20 мкм с подслоем проводящей эмали ХП-5237 толщиной 80 мкм;

- структура на основе белой эмали ЭКОМ-1 толщиной 40 мкм с подслоем проводящей эмали ХП-5237 толщиной 80 мкм.

6. Сравнительные испытания предложенных и традиционно используемых структур из непроводящих эмалей показали, что применение первых обеспечивает снижение поверхностного потенциала в 1,7-2 раза и в 3-4 раза снижает вероятность возникновения ЭСР на поверхности КА в результате дифференциальной зарядки поверхности.

7. Основные практические результаты работы использованы в КБ «Салют» ГКНПЦ им. М.В. Хруничева при конструировании и производстве изделий космической техники: «Рокот», МКС. В комплексе с другими мероприятиями по снижению нежелательных эффектов электризации использование предложенных в диссертации структур позволило снизить вероятность возникновения ЭСР на поверхности КА в 3-4 раза. Это

104

1. Милеев В.Н., Новиков JI.C. Физико-математическая модель электризации ИСЗ на геостационарной и высокоэллиптических орбитах. В кн.: Исследования по геомагнетизму, аэрономии и физике Солнца. М.: Наука. 1989. Вып. 86. С.64-98.

2. Скрябышева И.Ю. Расчет тока радиационно-наведенной проводимости в диэлектриках, облучаемых высокоэнергетическими электронами и протонами. Космические исследования. 1998. Т. 36. № 4. С. 430-435.

3. Lampert М.А., Mark P. Current injection in solids. N. Y. L.: Academic Press. 1970. 351 p.

4. Тютнев А.П., Садовничий Д.Н. Эффективная подвижность избыточных носителей заряда в неупорядоченных матрицах. Хим. Физика. 1994. Т. 13. № 8-9. С. 54-67.

5. Wintle H.J. //Non-crystalline Solids. 1974. V. 15. P. 471-482.

6. Wintle H.J. Transient charging currents in insulators. Solid State Electronics. 1975. V. 18. No. 12. P. 1039-1042.

7. Sapieha S., Wintle H.J. Photoinjection into polyethylene terephalate. Can. J. Phys. 1977 V. 55. No. 7-8. P. 646-653.

8. PensakL. //Phys. Rev. 1949. V. 75. P. 472-478.

9. Ю.Ванников A.B., Матвеев B.K., Сичкарь В.П., Тютнев А.П. Радиационные эффекты в полимерах. Электрические свойства. М.: Наука. 1982. 272 с.

10. Gross В., Sessler G.M., West J.E. Charge dynamics for electron-irradiated polymerfoil electrects. J. ApplPhys. 1974. V. 45. No. 7. P. 2841-2851.

11. Gross B. Radiation-induced charge storage and polarization effects. In: Electrets. Ed. G.M.Sessler. Berlin. Springer-Verlag. 1980. P.217-284.

12. Tyutnev A.P., Mingaleev G.S., Saenko V.S., Pozhidaev E.D., Akkerman A.F. Balk charging of dielectric films by low energy electrons. Phys. Stat. Sol. (a). 1982. V. 73. No. 2. P. 361-366.

13. Pages L., Bertel E., Joffre H., Sklavenitis L. Energy loss, range and bremsstrahlung yield for 10-keV to 100 MeV electrons. Atomic Data. 1972. V. 4. No. l.P. 1.

14. Тютнев А.П., Ванников A.B., Мингалеев Г.С., Саенко B.C. Электрические явления при облучении полимеров. М.: Энергоатомиздат. 1985. 176 с.

15. Тютнев А.П., Ванников А.В., Мингалеев Г.С. Радиационная электрофизика органических диэлектриков. М.: Энергоатомиздат. 1989. 192 с.

16. Тютнев А.П. Радиационная электропроводность полимеров. Химия высоких энергий 1996. Т. 30. № 1. С. 5-18.

17. Тютнев А.П., Карпечин А.И., Саенко B.C., Пожидаев Е.Д., Флоридов А.А. Объемное заряжение полимеров при облучении электронами низких энергий. Химия высоких энергий. 1995. Т. 29. № 3. С. 177-183.

18. Тютнев А.П., Садовничий Д.Н., Боев С.Г. О природе квазистационарного состояния при заряжении полимеров ускоренными электронами. Химия высоких энергий. 1998. Т. 32. № 3. С. 194-201.

19. Тютнев А.П., Садовничий Д.Н., Боев С.Г. Численный анализ модели РФВ. Химия высоких энергий. 1995. Т. 29. № 2. С. 115-119.

20. Тютнев А.П., Карпечин А.И., Боев С.Г., Саенко B.C., Пожидаев Е.Д. Радиационная электропроводность полимеров при непрерывном облучении. Химия высоких энергий. 1993. Т. 27. № 2. С. 32-38.

21. Ванников А.В., Гришина А.Д., Новиков С.В. Электронный транспорт и электролюминесценция в полярных слоях. Успехи химии. 1994. Т. 63. № 2 .С. 107-129.

22. Тютнев А.П., Садовничий Д.Н., Саенко B.C.,.Пожидаев Е.Д. Молекулярные движения и их роль в переносе избыточных носителей заряда в полимерах. Высокомолекулярные соединения. Серия А, 2000, т. 42, №1, с. 16-26.

23. Hughes R.C. Electronic and ionic charge carriers in irradiated single crystal and fused quartz. Rad. Effects. 1975. V. 26. No. 1. P. 225-235.

24. Боев С.Г., Ушаков В.Я. Радиационное накопление заряда в твердых диэлектриках и методы его диагностики. М.: Энергоатомиздат. 1991. 240 с.

25. Боев С.Г. Накопление заряда диэлектриками при электронном облучении. Изв ВУЗов. Физика. 1981. № 2. С. 49-57.

26. Боев С.Г. Дисс. канд. физ мат. наук. Томск: ТЛИ. 1977.

27. Gross В., West J.E., von Seggern Н., Berkley D.A. Time dependent radiation induced conductivity in electron-irradiated Teflon. J. Appl. Phys. 1980. V. 51. No.9. P. 4877-4886.

28. Pine V.W., Beers B.L., Ives S.T. Dielectric charging in space. ШЕЕ Trans. Nucl. Sci. 1983. V. 30. No. 6. P. 4290-4295.

29. Boev S.G., Paderin V.A., Tuytnev A.P. Reversal of the current in irradiated dielectrics. J. Electrostatics. 1994. V. 34. No. 1. P. 27-35.

30. Arkhipov V.I., Perova I.A., Rudenko A.I. Sign-alternating kinetics of radiation-induced current in disordered dielectrics. Int. J. Electronics. 1992. V. 72. No. l.P. 99-102.

31. Tyutnev A.P., Karpechin A.I., Boev S.G., Saenko V.S., Pozhidaev E.D. Current Overshoot in Polymers under Continuous Irradiation. Phys. Stat. Sol. A. 1992. V. 132.No. l.P. 163-170.

32. Ушаков В.Я. Импульсный электрический пробой жидкостей. Томск: Изд. Томского университета. 1975. 256 с.

33. Ehrenberg W., Gibbons D.C. Electron Bombardment Induced Conductivity and its Applications. London: Academic Press. 1981. p. 348 .

34. AnsbacherF.,EhrenbergW. //Nature(L.). 1951. V. 164.No. l.P. 144-156.

35. Ansbacher F., Ehrenberg W. Electron-bombardment conductivity in dielectric films. Proc. Roy. Soc. A. 1951. V. 64 (part 4). No. 376. P. 362-379.

36. Spear W.E. Electron-bombardment effects in thin dielectric layers. Proc. Roy. Soc. B. 1955. V. 68 (part 10). No. 430. P. 991-1000.

37. Aris F.C., Davies P.M., Lewis T.J. Electron-beam-induced conduction in dielectrics. J. Phys. C.: Solid State. 1976. V. 9. No. . P. 797-808.

38. Taylor D.M., Mehdi Q.H. Electron-beam-induced conduction in Si02 thin films. J. Phys. D.: Appl. Phys. 1979. V. 12. No. 12. P. 2253-2262.

39. De Oliveira L.M., Gross B. Space-charge-limited currents in electron-irradiated dielectrics. J. Appl. Phys. 1975. V. 46. No. 7. P. 3132-3138.

40. Frederickson A.R., Woolf S. Electric fields in keV electron irradiated polymers. IEEE Trans. Nucl. Sci. 1992. V. 29. No. 6. P. 2004-2011.

41. Labonte K. Radiation-induced charge dynamics in dielectrics. IEEE Trans Nucl. Sci. 1982. V. 29. No. 6. P. 1650-1653.

42. Berkley D.A. Computer simulation of Range dynamics in electron irradiated foils. J. Appl. Phys. 1979. V. 50. No. 5. P. 3447-3453.

43. Frederickson A.R. Electric discharge pulses in irradiated solid dielectrics in space. IEEE Trans. Electr. Insul. 1983. V. 18. No. 3. P. 337-349.

44. Beers B.L., Hwang H., Lin D.L. Pine V.W. In: Second Spacecraft Charging Conf. 1978. Eds. R.C.Finke, C.P.Pike. NASA-Publ. 2071. 1979. P. 209.

45. Spacecraft Charging Technology Conf. Eds. N.J. Stevens and C.P. Pike. NASA Conf. Publ. 2182. AFGL TR - 81 - 0270. 1979.

46. Саенко B.C. Повышение стойкости космических летательных аппаратов к воздействию факторов электризации. Дисс. доктора техн. наук. М.: МГИЭМ(ТУ) 1998.

47. Графодатский О.С., Исляев Ш.Н. В кн.: Исследования по геомагнетизму, аэрономии и физике Солнца. М.: Наука. 1989. С. 168-180.

48. Gross В., Nunes de Oliveira L. Transport of excess charge in electron -irradiated dielectrics. J. Appl. Phys. 1974. V.45. №11. P.4724-4723.

49. Зинченко В.Ф., Тимофеев B.B., Шиян В.Д.// Физика плазмы. 1992. Т.18. № 10. С. 1296.

50. Аккерман А.Ф. Моделирование траекторий заряженных частиц в веществе. М.: Энергоатомиздат. 1991.

51. Burke Е.А. Secondary emission from polymers. IEEE Trans. Nucl. Sci. 1980. V.27. №6. P.1760-1764.

52. Тютнев А.П., Доронин A.H., Саенко B.C., Садовничий Д.Н., Пожидаев Е.Д. Электризация полимерных пленок в лабораторных условиях и в открытом космическом пространстве. Космические исследования 2002 т.40 №2. С. 142-146.

53. Gross В., Gerhard-Multhaupt R., Labonte К., Berraissoul A. Current transmission and charge deposition in PETP irradiated with 10-50 keV electrons. Colloid and Polymer Sci. 1984. V. 262. №2. P.93-98.

54. Тютнев А.П., Боев С.Г., Флоридов А.А. Радиационно диэлектрический эффект в полимерах. Химия высоких энергий. 1994. Т.28. №3. С.232 - 236.

55. Садовничий Д.Н., Тютнев А.П., Хатипов С.А., Милиции Ю.А. Радиационная электропроводность резин и метод ее прогнозирования. Химия высоких энергий. 1998. Т.32. №1. Р.7-13.

56. Евдокимов О.Б., Ягушкин Н.И. Взаимодействие электронного пучка с объемным зарядом диэлектрика. Физика твердого тела. 1974. Т.16. № 2. С.564-566.

57. Gross В., Nablo S. V. High potentials in electron irradiated die - electrics. J. Appl. Phys. 1967. V. 38. №5. P. 2272-2275.

58. Махлис Ф.А. Радиационная физика и химия полимеров. М.: Атомиздат. 1972. 328 с.

59. Лопаткин С.А. Электризация полиэтилена в сильных электрических полях: Дис. канд. техн. Наук. Томск: Томский политехнический ин-т. 1989. 171 с.

60. Gross В. Irradiation effects in Plexiglas. J.Polym. Sci. 1958. V.27. №1. P. 135-143.

61. Евдокимов О.Б., Соловьев Ю.А., Ягушкин Н.И., Дырков В.А. Влияние температуры на накопление объемного заряда в полимерах при высоко энергетической инжекции. Изв. ВУЗов. Физика. 1980. Вып. 6. С.62 65.

62. Gross В. In: Electrets. Ed G.M. Sessler. Berliner-Heidelberg-New York: Springer-Verlag. 1980. P. 217-284.

63. Martin E.H., Hirsch J. Electron-induced conduction in plastics. I. J. Appl. Phys. 1972. V.43. №3. P.1001-1007.

64. Abramov V.N., Tyutnev A.P., Pozidaev E.D., Saenko V.S., Vannikov A.V. Charge carrier mobility in polyolefins. Physica Status Solidi (a). 1986. V. 93. №2. P.655-664.

65. Абрамов В.Н., Пожидаев Е. Д. Тютнев А.П., Саенко B.C., Ванников А. В. Подвижность носителей заряда в полимерах. Высокомолек. соед. А. 1987. Т. 29 А. № 2. С. 260-264.

66. Тютнев А.П., Кундина Ю.Ф., Саенко B.C., Пожидаев Е.Д. Перенос избыточных носителей заряда в молекулярно-допированных полимерах. Современное состояние проблемы. Химическая физика, 2001, т. 20, № 5, с. 93-100.

67. Франкевич E.JL, Балабанов Е.И. Исследование движения носителей тока в органических веществах. ФТТ. 1965. Т. 7. № 6. С. 1667-1672.

68. Яковлев Б.С., Франкевич E.JI. Наведенная электронным облучением электропроводность и фотопроводимость в замороженном гептане. Журн. Физ. хим. 1966. Т.40. №6. С. 1327-1332.

69. Франкевич E.JI. Ионные и электронные процессы, происходящие в углеводородах в концентрованной фазе под действием излучения. Успехи химии. 1966. Т.35. Вып.7. С.1161-1185.

70. Тютнев А.П., Садовничий Д.Н. Роль молекулярных движений в радиационно наведенной электропроводности полимеров. Химическая физика. 1998. Т.17. №2. С.99-116.

71. Hummel A. Ionization in nonpolar molecular liquids by high-energy electrons. //Adv. Rad. Chem. 1974. V.4. №1. P. 1-102.

72. Архипов В.И., Никитенко В.Р., Тютнев А.П. Радиационно -диэлектрический эффект в полимерах. Химическая физика. 1997. Т. 16. №2. С.103-109.

73. Тютнев А.П., Саенко B.C., Кундина Ю.Ф., Доронин А.Н., Зинченко В.Ф., Пожидаев Е.Д. Радиационно стимулированная инжекционная проводимость полимеров. Химия высоких энергий. 2002. Т. 36. (№5)1. С. 117-124.

74. Тютнев А.П., Саенко B.C., Пожидаев Е.Д., Абрамов В.Н. Геминальные пары и их роль в радиационной электропроводности полиметилметакрилата. Химия высоких энергий, 2000, т. 34, № 6, с. 426-431.

75. Ягушкин Н.Й., Графодатский О.С., Исляев Ш.Н., Сергеев А.М., Смекелкин Л.Ф. См. 1. С. 131-168.

76. Кундина Ю.Ф., Саенко B.C., Доронин А.Н., Пожидаев Е.Д., Тютнев А.П. Методы расчета стационарных электрических полей в облучаемых диэлектриках. Химия высоких энергий. 2002 Т. 36. №3 С. 191-197.

77. Тютнев А.П., Кундина Ю.Ф., Саенко B.C., Доронин А.Н., Пожидаев Е.Д. Радиационно стимулированная инжекция носителей заряда в полимерах. Хим. физика. 2002. Т. 21 (в печати).

78. Reagan J.B., Meyerott R.E., Gaines Е.Е., Nightingale R.W., Filhert P.C., Jmhof W.L. Space charging currents and their effects on spacecraft systems. IEEE Trans. Electr. Jusul. 1983. V.18. N3. P.354-365.

79. Tyutnev A.P., Kundina Yu.F., Saenko V.S., Doronin A.N., Pozhidaev E.D. Radiation induced conductivity of PET: theorifical model and its applications. High Performance Polymers. 2001. V.13. P. 493-504.

80. Тютнев А.П., Костюков H.C., Пономарев A.A., Городский Д.Д.// В сб. Пробой полупроводников и диэлектриков. Часть Ьо Изд-во Дат. ГУ. Махачкала: 1985. С. 164-174.

81. Gross В., Sessler G.M., von Seggern Н., West J.E. Hole transit in Teflon lines. Appl. Phys. Lett. 1979. V. 34. N. 9. P. 555-557.

82. Reeves R.D., Balmain K.G. Two dimensional electron feat charging model for polymer films. IEEE Nrans. Nucl. Sci. 1981. V.28. N 6. P. 4547-4553.

83. Fujii H., Shibuya Y., Abe Т., Kasai R., Nishimoto H. Electrostatic charging and arc discharges on satellite dielectrics simulated by electron beat. J. Spacecraft Rockets. 1988. V. 25. N. 2. P. 156-161.

84. Тютнев А.П., Садовничий Д.Н., Боев С.Г. Теоретический анализ нестационарной электропроводности полимеров в рамках модели РФ 13. Хим. физика. 1997. Т.16. №2. С.85-102.

85. Бабкин Г.В., Беседина Т.В., Божко И.Д., Морозов Е.П., Савичев В.В. и др. Электризация высокоорбитальных космических аппаратов. Обзор по материалам зарубежной печати под ред.доктора технических наук С.Д. Гришина, ЦНИИМАШ, 1985. Сер. 11. № 28.

86. Акишин А.И. Разрядные и синегрические явления в облученных диэлектриках могут дестабилизировать космическое и термоядерное оборудование. Препринт НИИЯФ МГУ 97-16/467. Москва. 1997. 31 с.

87. Акишин А.И., Новиков Л.С. Электризация космических аппаратов. М.: Знание. 1985. Сер. Космонавтика, Астрономия № 6.

88. Tyutnev А.Р., Tarasov V.N., Karpechin A.I., Saenko V.S. & al. Electron charging of metalized fabric for spacecraft thermals blankets. Proceedings of the

89. Sixth International Symposium of Materials in a Space Environment. ESTEC. Noordwijk. The Netherlands, 19-23 September 1994.

90. Бабкин Г.В., Тарасов B.H., Саенко B.C., Пожидаев Е.Д. Карпечин А.И. Роль радиационной электропроводности в процессах объемной зарядки диэлектриков. В сб. тезисов I межотраслевой НТ конференции. 1985. Часть П. ЦНТИ "Поиск". ГОНТИ-1. С. 84-88.

91. Саенко B.C., Пожидаев Е.Д. Радиационная химия полимеров: Уч. пос. М.: МИЭМ, 1988. 80 с.

92. Г.В. Бабкин, Е.П. Морозов Активная защита космических аппаратов от статического электричества в орбитальных условиях. Справочное руководство для конструкторов. Королев, М.о.: ЦНИИМАШ, 2000. 285 е.: 99 ил.

93. Саенко B.C., Пожидаев Е.Д. Радиационная химия полимеров: Уч. пос. М.: МИЭМ, 1988. 80 с.

94. Дунаев А.Ф., Тютнев А.П., Саенко B.C., Макеев С.Н., Филатов Н.И., Пожидаев Е.Д. Нестационарная радиационная электропроводность полимеров в смешанных потоках гамма-нейтронного излучения. Химия высоких энергий. 1993. Т.27. № 4. С.23-27.

95. Dunaev A.F., Tyutnev А.Р., Saenko V.S. & al. Pulsed Reactor Induced Conductivity in Polymers. Phys. stat. sol. (a). 1992. Y.130. P.391-396.

96. Саенко B.C., Гвоздев В.И., Тютнев А.П., Пожидаев Е.Д. Влияние низкоэнергетического электронного излучения на электропроводность радиоматериалов. Электронная промышленность. 1982. Вып.2(108). С.39.

97. Tyutnev А.Р., Abramov V.N., Dubenskov P.I., Saenko V.S., Vannikov A. V., Pozhidaev E.D. Time-resolved nanosecond radiation-induced conductivity in polymers. Acta Polymerica. 1986. Bd.37. №6. S.336-342.

98. Саенко B.C., Тютнев А.П., Ванников A.B., Пожидаев Е.Д. Сравнение закономерностей наведенной электропроводности в полимерах при воздействии электронов различных энергий. Химия высоких энергий. 1983. Т.17. № 2. С. 182.

99. Tyutnev А.Р., Karpechin A.I., Boev S.G., Saenko V.S., Pozhidaev E.D. Current Overshoot in Polymers under Continuous Irradiation. Phys. stat. sol. (a). 1992. V.132. P.163-170.

100. Дунаев А.Ф., Карпечин А.И., Макеев C.H., Пожидаев Е.Д., Саенко B.C., Филатов Н.И. Сравнительные исследования радиационной электропроводности, индуцированной низкоэнергетическим электронным и гамма-излучением. Высокомолек. соед. 1988. Т.ЗОБ. С.687-689.

101. Тютнев А.П., Карпечин А.И., Саенко B.C., Боев С.Г., Пожидаев Е.Д. Дозовые эффекты в радиационной электропроводности полимеров. Химия высоких энергий. 1993. Т.27. № 4. С.28-33.

102. УТВЕРЖДАЮ Первый заместитель Генерального Конструктора КБ «Салют»iM. MB. Хруничева1. Ъ.К. Карраск1. АКТоб использовании диссертационных исследований

103. Непроводящие лакокрасочные покрытия внешней поверхности КА, стойкие к эффектам электризации» Доронина Александра Николаевича в КБ «Салют» ГКНПЦ им. М.В. Хруничева

104. Технический эффект от внедрения результатов диссертационной работы оценивается увеличением ресурса активного функционирования КА на орбите в 1,5-2 раза.1. Председатель комиссии

105. Заместитель Генерального конструктора1. Хатулев1. Члены комиссии

106. Начальник отдела/секретарь НТС/ В.Ф. Нагавкин1. Начальник секторауП- —ИМ- ГадасинГ