聚酰亞胺的原子氧侵蝕效應與防護技術研究.pdf

1、聚酰亞胺(Kapton)因為具有較高的比強度，優(yōu)越的熱穩(wěn)定性、絕緣性、紫外線輻射穩(wěn)定性及紅外線穿透功能，是航天飛行器常用的材料。在近地軌道(lowearth orbit，LEO)空間中，原子氧(atomic oxygen，AO)是導致材料性能退化最危險的因素，嚴重影響了航天器的使用性能和壽命。本工作首先建立了一套原子氧地面模擬設備，重點對POSS/PI和PDMS/PI雜化涂層以及經過硅離子注入改性的有機硅涂層抗AO侵蝕性能進行了系統(tǒng)研究

2、。
　　建立了一套實驗室模擬近地軌道空間原子氧環(huán)境的實驗裝置。利用石英晶體微天平對聚酰亞胺在原子氧侵蝕地面模擬設備中原子氧侵蝕速率與原子氧侵蝕攻角之間的關系進行了原位研究。原位質量檢測表明，侵蝕攻角與材料的侵蝕速率之間服從余弦關系。
　　采用原位聚合法分別制備了POSS/PI和PDMS/POSS雜化涂層，并對其進行了暴露實驗研究。借助于掃描電鏡(SEM)、光電子能譜(XPS)、Fourier變換紅外光譜(FTIR)等分析測試

3、手段，探索其防護性能。結果表明，這兩種雜化涂層能夠對Kapton基體提供良好的保護作用，在AO暴露下雜化涂層表面氧化生成一層SiO2惰性膜，阻止了AO對涂層的進一步侵蝕，這兩種涂層的AO侵蝕系數分別降低了了1個和2個數量級。
　　離子注入后的有機硅涂層的抗原子氧侵蝕性能在原子氧地面模擬實驗裝置上進行了測試。暴露初期離子注入的試樣質量會發(fā)生一點改變，而后不再變化。離子注入改性后有機硅涂層具有較好的抗原子氧侵蝕能力，比聚酰亞胺基體抗侵