原子氧环境中有机/无机防护材料性能退化行为的研究
发布时间：2021-04-21 14:42
空间站、高分辨率对地观测系统等大部分的航天器运行于低地球轨道上,都面临着低地球轨道环境效应的严峻考验,尤其是原子氧的侵蚀。原子氧会使材料的热性能、光学性能等发生退化,缩短材料的使用寿命。近年来,各国研究人员开始关注原子氧防护的研究。目前原子氧防护的方法主要包括涂层、结构改性聚合物两大类。美国NASA对各类防护材料均进行了大量开发,并采用空间暴露实验和地面模拟实验对抗原子氧材料进行评价,建立庞大的抗原子氧材料数据库,供航天器设计人员参考。我们也需要进行抗原子氧材料开发以及抗原子氧性能研究。而我国目前发射密度低,地面模拟实验是我们的主要评价手段。本文中,为了方便各类材料之间的比较,我们均采用相同的实验条件进行模拟实验。首先,对Kapton聚酰亚胺进行了性能退化的研究和原子氧侵蚀机理的分析;其次对有机涂层、无机涂层、结构改性聚合物等7种抗原子氧材料进行了退化研究。我们对各类材料的质量损失、表面形貌和表面成分进行了研究,并根据质量损失计算了材料的原子氧侵蚀率。我们对不同辐照时间下,每种材料的质量损失、表面形貌和表面成分进行了分析。我们又对相同辐照时间下不同材料的质量损失和表面形貌变化进行了分析...
【文章来源】：吉林大学吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
中文摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 空间原子氧（AO）环境简介
1.2.1 低地球轨道环境（LEO）简介
1.2.2 原子氧的产生
1.2.3 原子氧的作用机理
1.3 常见抗原子氧材料及研究进展
1.3.1 抗原子氧材料的简介
1.3.2 防护涂层
1.3.3 结构改性聚合物
1.4 LEO中材料抗原子氧性能的评价方法
1.4.1 空间暴露实验
1.4.2 地面模拟试验
1.4.3 抗原子氧材料的分析方法
1.5 本论文的设计思想以及研究内容
第二章 材料及试验方法
2.1 试验材料
2.2 试验材料在本论文中命名
2.3 原子氧地面模拟设备以及试验参数
2.4 试验结果分析方法
第三章 Kapton及防护材料的质量损失和侵蚀率研究
3.1 引言
3.2 Kapton的质量损失和侵蚀率
3.3 FEP Teflon薄膜的质量损失和侵蚀率
3.4 P-PPO薄膜的质量损失和侵蚀率
3.5 20%POSS-PI薄膜的质量损失和侵蚀率
3.6 30%PSX-PI薄膜的质量损失和侵蚀率
3.7 Silicon coating/PI薄膜的质量损失和侵蚀率
2O3/PI薄膜的质量损失和侵蚀率"> 3.8 Al2O3/PI薄膜的质量损失和侵蚀率
3.9 PSX-PI薄膜的质量损失和侵蚀率
3.10 同一通量下，不同材料的质量损失比较分析
3.11 本章小结
第四章 Kapton及防护材料的表面形貌和成分变化研究
4.1 引言
4.2 Kapton薄膜的表面形貌和成分变化
4.3 FEP Teflon薄膜的表面形貌和成分变化
4.4 P-PPO薄膜的表面形貌和成分变化
4.5 20%POSS-PI薄膜的表面形貌和成分变化
4.6 30%PSX-PI薄膜的表面形貌和成分变化
4.7 Silicon coating/PI薄膜的表面形貌和成分变化
2O3/PI薄膜的表面形貌和成分变化"> 4.8 Al2O3/PI薄膜的表面形貌和成分变化
4.9 PSX-PI薄膜的表面形貌和成分变化
4.10 同一通量下，不同材料的表面形貌对比研究
4.11 本章小节
第五章 结论
参考文献
作者简介
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]原子氧与紫外综合辐照对Kapton/Al性能的影响[J]. 姜海富,柴丽华,田修波,李胜刚,牟永强. 真空科学与技术学报. 2015(06)
[2]我国高分卫星与应用简析[J]. 东方星. 卫星应用. 2015(03)
[3]高分二号开启我国高分辨率遥感卫星应用时代[J]. 崔恩慧,吴佳栋,高剑. 太空探索. 2014(10)
[4]航天材料的抗原子氧防护技术研究进展[J]. 贺金梅,赵丹,郑楠,黄玉东. 现代化工. 2013(08)
[5]我国空间站工程总体构想[J]. 周建平. 载人航天. 2013(02)
[6]氨丙基倍半硅氧烷/有机硅杂化涂层抗原子氧侵蚀[J]. 赵伟,李卫平,刘慧丛,朱立群. 复合材料学报. 2010(04)
[7]有机硅微胶囊-有机硅树脂复合涂层对空间Kapton的原子氧防护[J]. 王静,朱立群,李卫平,陈贻炽. 复合材料学报. 2009(04)
[8]聚酰亚胺侵蚀机理及防护效应的研究[J]. 张蕾,严川伟,孙刚,童靖宇,李金洪,曹楚南. 高等学校化学学报. 2003(06)
[9]Kapton抗原子氧侵蚀的Al2O3涂层研究[J]. 多树旺,李美栓,张亚明,韩恩厚,童靖宇,孙刚. 宇航学报. 2002(04)
[10]空间Kapton材料的原子氧、温度、紫外效应试验研究[J]. 赵小虎,沈志刚,王忠涛,邢玉山. 北京航空航天大学学报. 2001(06)
博士论文
[1]抗原子氧用含磷聚芳醚和聚酰亚胺材料的制备及研究[D]. 李清明.吉林大学 2011
硕士论文
[1]抗原子氧防静电聚酰亚胺表面改性技术研究[D]. 李智鹏.哈尔滨工业大学 2014
本文编号：3151950
【文章来源】：吉林大学吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
中文摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 空间原子氧（AO）环境简介
1.2.1 低地球轨道环境（LEO）简介
1.2.2 原子氧的产生
1.2.3 原子氧的作用机理
1.3 常见抗原子氧材料及研究进展
1.3.1 抗原子氧材料的简介
1.3.2 防护涂层
1.3.3 结构改性聚合物
1.4 LEO中材料抗原子氧性能的评价方法
1.4.1 空间暴露实验
1.4.2 地面模拟试验
1.4.3 抗原子氧材料的分析方法
1.5 本论文的设计思想以及研究内容
第二章 材料及试验方法
2.1 试验材料
2.2 试验材料在本论文中命名
2.3 原子氧地面模拟设备以及试验参数
2.4 试验结果分析方法
第三章 Kapton及防护材料的质量损失和侵蚀率研究
3.1 引言
3.2 Kapton的质量损失和侵蚀率
3.3 FEP Teflon薄膜的质量损失和侵蚀率
3.4 P-PPO薄膜的质量损失和侵蚀率
3.5 20%POSS-PI薄膜的质量损失和侵蚀率
3.6 30%PSX-PI薄膜的质量损失和侵蚀率
3.7 Silicon coating/PI薄膜的质量损失和侵蚀率
2O3/PI薄膜的质量损失和侵蚀率"> 3.8 Al2O3/PI薄膜的质量损失和侵蚀率
3.9 PSX-PI薄膜的质量损失和侵蚀率
3.10 同一通量下，不同材料的质量损失比较分析
3.11 本章小结
第四章 Kapton及防护材料的表面形貌和成分变化研究
4.1 引言
4.2 Kapton薄膜的表面形貌和成分变化
4.3 FEP Teflon薄膜的表面形貌和成分变化
4.4 P-PPO薄膜的表面形貌和成分变化
4.5 20%POSS-PI薄膜的表面形貌和成分变化
4.6 30%PSX-PI薄膜的表面形貌和成分变化
4.7 Silicon coating/PI薄膜的表面形貌和成分变化
2O3/PI薄膜的表面形貌和成分变化"> 4.8 Al2O3/PI薄膜的表面形貌和成分变化
4.9 PSX-PI薄膜的表面形貌和成分变化
4.10 同一通量下，不同材料的表面形貌对比研究
4.11 本章小节
第五章 结论
参考文献
作者简介
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]原子氧与紫外综合辐照对Kapton/Al性能的影响[J]. 姜海富,柴丽华,田修波,李胜刚,牟永强. 真空科学与技术学报. 2015(06)
[2]我国高分卫星与应用简析[J]. 东方星. 卫星应用. 2015(03)
[3]高分二号开启我国高分辨率遥感卫星应用时代[J]. 崔恩慧,吴佳栋,高剑. 太空探索. 2014(10)
[4]航天材料的抗原子氧防护技术研究进展[J]. 贺金梅,赵丹,郑楠,黄玉东. 现代化工. 2013(08)
[5]我国空间站工程总体构想[J]. 周建平. 载人航天. 2013(02)
[6]氨丙基倍半硅氧烷/有机硅杂化涂层抗原子氧侵蚀[J]. 赵伟,李卫平,刘慧丛,朱立群. 复合材料学报. 2010(04)
[7]有机硅微胶囊-有机硅树脂复合涂层对空间Kapton的原子氧防护[J]. 王静,朱立群,李卫平,陈贻炽. 复合材料学报. 2009(04)
[8]聚酰亚胺侵蚀机理及防护效应的研究[J]. 张蕾,严川伟,孙刚,童靖宇,李金洪,曹楚南. 高等学校化学学报. 2003(06)
[9]Kapton抗原子氧侵蚀的Al2O3涂层研究[J]. 多树旺,李美栓,张亚明,韩恩厚,童靖宇,孙刚. 宇航学报. 2002(04)
[10]空间Kapton材料的原子氧、温度、紫外效应试验研究[J]. 赵小虎,沈志刚,王忠涛,邢玉山. 北京航空航天大学学报. 2001(06)
博士论文
[1]抗原子氧用含磷聚芳醚和聚酰亚胺材料的制备及研究[D]. 李清明.吉林大学 2011
硕士论文
[1]抗原子氧防静电聚酰亚胺表面改性技术研究[D]. 李智鹏.哈尔滨工业大学 2014
本文编号：3151950
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/cailiaohuaxuelunwen/3151950.html
