Защита авиатехники и космических аппаратов от различных твердых микрочастиц и мусора имеет первостепенное значение. Российским ученым удалось создать тонкое и легкое покрытие для решения задачи.
Ученые из университета МИСИС создали прозрачное покрытие из Ta-Si-N (тантал – кремний – азот). Оно обеспечивает защиту солнечных батарей космических аппаратов и оптических компонентов авиатехники. Это решает проблему воздействия космического мусора и микрометеороидов на космические аппараты. Сейчас используются тонкие для защиты, но они непрочные и увеличивают вес батарей. Новое покрытие Ta-Si-N эффективно защищает оптические устройства и имеет высокий коэффициент пропускания (80–90%).
Покрытие Ta-Si-N были созданы в вакууме с использованием магнетронного распыления. Технология основана на образовании плазмы при столкновении электронов с атомами рабочего газа над катодом. Положительные ионы аргона, сформировавшиеся в этом процессе, бомбардируют поверхность катода, выбивая атомы, которые затем оседают на изделии. Ta-Si-N обладает уникальными характеристиками, покрытие имеет высокий коэффициент пропускания света, износостойкость, термическую стабильность до 1200 °C, показатель преломления в диапазоне 2,0–2,5 и устойчивость к окислению.
«Исследователи вуза создают новые материалы с заданными свойствами для использования в экстремальных условиях. <....> Износостойкое покрытие <...> защитит оптические элементы и улучшит функциональные характеристики аэрокосмических летательных аппаратов», - заявила ректор НИТУ МИСИС Алевтина Черникова.
В экспертном сообществе отметили важное достижение ученых. Им удалось найти оптимальную концентрацию азота в покрытии и добиться нужных функциональных свойств. Это технически очень сложная задача.
Но есть и нюансы. Авторы исследования не целью ставили определение конкурентоспособности своего нового материала по сравнению с уже существующими. Это позволяет сделать вывод, что его перспективность для применения в космосе, авиации и других областях пока остается неясной. Задача защиты от окисления атомарным кислородом и метеоритов в космосе и на самолетах была известна уже давно, и с течением времени был достигнут значительный прогресс в поиске подходящих материалов для этой цели.
Ученые МИСИС в настоящее время работают над улучшением свойств покрытий и методов их нанесения, что имеет важное значение для развития бескислородных оптических покрытий.
Фото: SpaceX / Unsplash.com
