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低地球轨道环境对材料的影响 被引量：32
1
作者 湛永钟 张国定 《宇航材料工艺》 CAS CSCD 北大核心 2003年第1期1-5,23,共6页
综述了原子氧、空间辐射、热循环、高真空、微流星和空间碎片等低地球轨道环境因素对材料性能的影响 ;从地面模拟实验、材料研制与防护涂层的开发等方面提出了急需解决的问题 ,为空间站。
关键词 低地球轨道环境 防护涂层 空间材料 原子氧 热循环 适应性 耐久性 影响
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银在原子氧环境中的氧化行为 被引量：19
2
作者 多树旺 李美栓 +1 位作者 张亚明 周延春 《稀有金属材料与工程》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2006年第7期1057-1060,共4页
利用石英晶体微天平(QCM)、扫描电镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)对暴露在原子氧地面模拟装置中的银箔的表面氧化行为进行了研究。结果表明银在原子氧中的氧化分为两个阶段:在开始氧化过程中表面形成了一层较厚的Ag2O膜,由于氧化膜内较大的... 利用石英晶体微天平(QCM)、扫描电镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)对暴露在原子氧地面模拟装置中的银箔的表面氧化行为进行了研究。结果表明银在原子氧中的氧化分为两个阶段:在开始氧化过程中表面形成了一层较厚的Ag2O膜,由于氧化膜内较大的生长应力,使得氧化膜起皱、开裂和剥落;氧化过程的第二阶段为氧化膜顶层AgO的形成,AgO是由Ag2O和O反应生成的。 展开更多
关键词 原子氧 银 氧化 空间环境
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空间原子氧环境对航天器表面侵蚀效应及防护技术 被引量：20
3
作者 童靖宇 刘向鹏 +3 位作者 张超 向树红 多树旺 李美栓 《航天器环境工程》 2009年第1期1-5,共4页
文章阐述了空间原子氧环境及其对航天器表面的侵蚀机理、损伤效应、防护方法,介绍了北京卫星环境工程研究所在原子氧防护技术研究方面取得的进展。过去5年里,该所采用物理气相沉积、溶胶-凝胶化学等方法制备了原子氧防护涂层,并对涂层... 文章阐述了空间原子氧环境及其对航天器表面的侵蚀机理、损伤效应、防护方法,介绍了北京卫星环境工程研究所在原子氧防护技术研究方面取得的进展。过去5年里,该所采用物理气相沉积、溶胶-凝胶化学等方法制备了原子氧防护涂层,并对涂层样品进行了环境适应性评估试验,获得了初步的研究结果。结果表明这些样品均表现出很好的抗原子氧性能。 展开更多
关键词 原子氧 航天器 环境模拟 环境效应试验 环境防护技术
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空间材料的原子氧侵蚀理论和预测模型 被引量：13
4
作者 多树旺 李美栓 张亚明 《材料研究学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第2期113-121,共9页
低地轨道环境中的原子氧对航天器材料的侵蚀导致材料的性能变坏甚至失效,原子氧的侵蚀机理和防护技术是当前空间环境效应研究的热点。在对原子氧效应机理已有理解的基础上,准确预测空间材料在低地轨道环境中由原子氧引起的侵蚀效应,可... 低地轨道环境中的原子氧对航天器材料的侵蚀导致材料的性能变坏甚至失效,原子氧的侵蚀机理和防护技术是当前空间环境效应研究的热点。在对原子氧效应机理已有理解的基础上,准确预测空间材料在低地轨道环境中由原子氧引起的侵蚀效应,可对设计者在工程选材和飞行器设计提供帮助。本文综述了近年来发展的原子氧与空间材料相互作用的理论模型和侵蚀速率预测模型,并对各种模型进行了分析,也指出了关于原子氧效应的研究重点。 展开更多
关键词 材料失效 材料保护 预测模型 低地轨道 空间材料 原子氧侵蚀理论 航天器
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航天器薄膜材料在原子氧环境中退化研究 被引量：11
5
作者 刘向鹏 童靖宇 李金洪 《航天器环境工程》 2006年第1期39-41,59,共4页
文章对Kapton材料及镀膜Kapton材料进行了原子氧环境实验研究。通过采用SEM、XPS、光谱计、微量电子天平、高阻计对实验前后的样品进行了表面形貌、表面成分、太阳吸收率、质损、表面电阻率的分析和表征,对于Kapton材料及镀膜Kapton材... 文章对Kapton材料及镀膜Kapton材料进行了原子氧环境实验研究。通过采用SEM、XPS、光谱计、微量电子天平、高阻计对实验前后的样品进行了表面形貌、表面成分、太阳吸收率、质损、表面电阻率的分析和表征,对于Kapton材料及镀膜Kapton材料在原子氧环境效应下的退化规律有所认识。 展开更多
关键词 航天器 薄膜材料 原子氧 氧环境 微量电子天平 表面电阻率 太阳吸收率 退化规律 实验研究 环境效应 镀膜 表面形貌 实验前 高阻计 样品 光谱 表征
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原子氧/紫外综合环境模拟实验与防护技术 被引量：13
6
作者 童靖宇 刘向鹏 +4 位作者 孙刚 姜利祥 李金洪 多树旺 李美栓 《真空科学与技术学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第4期263-267,共5页
北京卫星环境工程研究所研制的一台原子氧/紫外综合环境模拟设备。该设备采用了微波电子回旋共振和固体靶电荷交换中性化技术。可以产生通量密度为3×1015cm2.s,能量5 eV的中性原子氧束流。两盏30 W氘灯模拟太阳紫外光,波长范围为11... 北京卫星环境工程研究所研制的一台原子氧/紫外综合环境模拟设备。该设备采用了微波电子回旋共振和固体靶电荷交换中性化技术。可以产生通量密度为3×1015cm2.s,能量5 eV的中性原子氧束流。两盏30 W氘灯模拟太阳紫外光,波长范围为115 nm^400 nm。这台设备配备了样品光谱反射率原位测量系统。在这台设备上,进行温控白漆、TO/Kapton膜(聚酰亚胺镀氧化锡膜)、Ge/Kapton膜(聚酰亚胺镀锗膜)的原子氧环境、原子氧/紫外综合环境暴露试验。并进行了原子氧防护技术的研究。 展开更多
关键词 原子氧 紫外 综合环境 模拟试验 防护
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空间材料Kapton的真空紫外与原子氧复合效应研究 被引量：12
7
作者 沈志刚 赵小虎 +1 位作者 邢玉山 麻树林 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第11期984-987,共4页
对空间常用聚合物材料Kapton开展了真空紫外辐射及其与原子氧复合效应的地面模拟试验研究 ,总结了试验前后试样外观、质量、表面形貌、光学参数和表面成分的变化规律 ,并对反应机理作了初步的分析 .结果表明 :在原子氧的作用下 ,Kapton... 对空间常用聚合物材料Kapton开展了真空紫外辐射及其与原子氧复合效应的地面模拟试验研究 ,总结了试验前后试样外观、质量、表面形貌、光学参数和表面成分的变化规律 ,并对反应机理作了初步的分析 .结果表明 :在原子氧的作用下 ,Kapton的剥蚀主要是碳氮等元素的氧化所致 .而在真空紫外辐射的作用下 ,Kapton表面会交联形成大分子 ,从而提高了试样的抗原子氧剥蚀性能 .但是 ,随着原子氧累积通量的增大 ,这层大分子会逐渐被剥蚀掉 ,而真空紫外辐射 。 展开更多
关键词 紫外辐射 地面试验 KAPTON 原子氧 复合效应
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模拟原子氧环境的真空摩擦试验装置 被引量：11
8
作者 孙晓军 翁立军 +2 位作者 孙嘉奕 王鹏 刘维民 《摩擦学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第6期462-467,共6页
将超高真空系统、原子氧束流源和球-盘式摩擦试验机优化集成,研制出可在地面实验室条件下模拟低地球轨道原子氧和超高真空环境的摩擦试验装置.所研制的试验装置在无油真空环境下工作,极限压强达2.0×10-7Pa,漏率小于2.0×10-11P... 将超高真空系统、原子氧束流源和球-盘式摩擦试验机优化集成,研制出可在地面实验室条件下模拟低地球轨道原子氧和超高真空环境的摩擦试验装置.所研制的试验装置在无油真空环境下工作,极限压强达2.0×10-7Pa,漏率小于2.0×10-11Pa·m3/s;原子氧束流的通量密度大于3.0×1019atoms/m2·s,能量1～10eV,束流直径40mm,辐照距离达100mm,在1～100mPa气压范围内工作状态稳定;球-盘摩擦试验机的法向载荷为1～10N(最大接触压强达1.5GPa以上),试盘转速在0～3000r/min范围内连续可调,摩擦力可精确测量并连续记录.采用所研制的试验装置和CZM-1真空摩擦试验机对MoS2溅射薄膜试样进行比对试验,结果表明,所研制的装置具有较高的可靠性和较好的可比性.该装置可用于研究材料在地球低轨道环境中的摩擦学性能和破坏机制,为空间摩擦学研究提供基本试验手段和技术保障. 展开更多
关键词 原子氧 真空 摩擦 试验装置 空间摩擦学
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聚合物材料表面原子氧防护技术的研究进展 被引量：12
9
作者 李昊耕 谷红宇 +4 位作者 章俞之 宋力昕 吴岭南 齐振一 张涛 《无机材料学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2019年第7期685-693,共9页
聚合物材料具有质量轻、强度高等优点,常被用作航天器表面的复合结构基材。原子氧是低地球轨道空间中成分含量最高的粒子之一,对暴露在航天器表面的聚合物材料易形成大通量、高能量轰击,造成其表面氧化侵蚀和质量损失,使聚合物材料的性... 聚合物材料具有质量轻、强度高等优点,常被用作航天器表面的复合结构基材。原子氧是低地球轨道空间中成分含量最高的粒子之一,对暴露在航天器表面的聚合物材料易形成大通量、高能量轰击,造成其表面氧化侵蚀和质量损失,使聚合物材料的性能发生不同程度的衰退,也是导致航天器件可靠性降低、工作寿命缩短的主要环境因素。本文对当前国内外通用的几种聚合物材料表面原子氧防护技术进行了整理归纳,其中表面化学改性方法结合了体材改性和常用防护涂层的优点,得到的有机/无机复合改性防护层具有较好的综合防护性能。文中分析了近年来由计算模拟法开展原子氧与表面防护材料相关作用机理的研究,指出采用计算模拟结合试验的研究方法,有可能从本质上揭示复合改性层与原子氧的作用机理,从而促进原子氧防护材料与防护技术的研究发展。 展开更多
关键词 原子氧 聚合物 空间防护 表面改性 聚酰亚胺 计算模拟 综述
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原子氧防护涂层技术研究 被引量：11
10
作者 赵琳 李中华 郑阔海 《真空与低温》 2011年第4期187-192,229,共7页
原子氧是低地球轨道主要的残余气体粒子,其化学性质非常活泼,是极强的氧化剂,会对空间材料的性能产生严重的影响。介绍了低地球轨道的原子氧环境及原子氧防护方法;对有机、无机和复合原子氧防护涂层的优缺点、研究进展情况以及空间应用... 原子氧是低地球轨道主要的残余气体粒子,其化学性质非常活泼,是极强的氧化剂,会对空间材料的性能产生严重的影响。介绍了低地球轨道的原子氧环境及原子氧防护方法;对有机、无机和复合原子氧防护涂层的优缺点、研究进展情况以及空间应用情况进行了详尽的阐述;最后分析了原子氧防护的发展方向。 展开更多
关键词 原子氧 防护涂层 聚硅氧烷 SIOX 复合涂层
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原子氧对Kapton/Al薄膜性能影响研究 被引量：9
11
作者 初文毅 杨士勤 +1 位作者 何世禹 李丹明 《航空材料学报》 EI CAS CSCD 2006年第1期29-31,35,共4页
模拟空间环境下原子氧辐照条件,通过采用固定的原子氧束流密度进行不同时间辐照试验,研究了温控涂层材料Kapton/A l薄膜的质量损失、光学性能、表面形貌和表面粗糙度的演化规律。试验结果表明,原子氧对材料的剥蚀量与原子氧的作用时间... 模拟空间环境下原子氧辐照条件,通过采用固定的原子氧束流密度进行不同时间辐照试验,研究了温控涂层材料Kapton/A l薄膜的质量损失、光学性能、表面形貌和表面粗糙度的演化规律。试验结果表明,原子氧对材料的剥蚀量与原子氧的作用时间成正比例关系。材料辐照后太阳吸收率发生明显变化,而辐射率几乎不发生变化。辐照后试样表面的粗糙度,是影响太阳吸收率变化主要因素。随着辐照时间的增长,材料表面粗糙度增加,导致太阳吸收率增大。 展开更多
关键词 原子氧 温控涂层 质量损失 表面粗糙度 太阳吸收率
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聚酰亚胺侵蚀机理及防护效应的研究 被引量：11
12
作者 张蕾 严川伟 +3 位作者 孙刚 童靖宇 李金洪 曹楚南 《高等学校化学学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2003年第6期1080-1084,共5页
在微波电离型原子氧 (AO)源地面模拟设备中对空间材料聚酰亚胺 (Kapton)及有机硅防护层进行原子氧剥蚀效应试验 .用光电子能谱 (XPS)、红外光谱 (FTIR)和扫描电镜 (SEM)对试验前后试样的表面形貌、质量及化学结构进行表征研究 .AO对 Kap... 在微波电离型原子氧 (AO)源地面模拟设备中对空间材料聚酰亚胺 (Kapton)及有机硅防护层进行原子氧剥蚀效应试验 .用光电子能谱 (XPS)、红外光谱 (FTIR)和扫描电镜 (SEM)对试验前后试样的表面形貌、质量及化学结构进行表征研究 .AO对 Kapton表现了较严重的侵蚀作用 ,原来平整的表面形貌变为毛毯状 ;而所施用的有机硅涂层的表面形貌则变化甚少 ,表明该涂层具有较明显的防护效果 . 展开更多
关键词 聚酰亚胺 侵蚀机理 防护效应 微波电离型原子氧源地面模拟设备 空间材料 有机硅防护层 原子氧 剥蚀效应
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空间原子氧对低地球轨道航天器用粘结剂的腐蚀效应影响(英文) 被引量：10
13
作者 李涛 姜利祥 +1 位作者 冯伟泉 刘向鹏 《航天器环境工程》 2009年第3期222-224,共3页
原子氧是低地球轨道(LEO)一种重要的空间环境因素,地面模拟试验是用于开展 LEO 航天器备选材料原子氧环境评价的主要手段。利用北京卫星环境研究所的原子氧设备,对牌号为 E-32 的环氧树脂和牌号为 GS414 的硅橡胶两种粘结剂进行了评价... 原子氧是低地球轨道(LEO)一种重要的空间环境因素,地面模拟试验是用于开展 LEO 航天器备选材料原子氧环境评价的主要手段。利用北京卫星环境研究所的原子氧设备,对牌号为 E-32 的环氧树脂和牌号为 GS414 的硅橡胶两种粘结剂进行了评价试验。依据轨道参数与航天器两年的设计寿命,选定试验中原子氧的等效积分通量为 1.4×1021 atom/cm2。试验结果表明,环氧树脂样品出现了较大的质量损失,而硅橡胶样品的质量损失则相对较小。根据质量损失计算环氧树脂样品的原子氧反应率处于 3.2×10-24～3.8×10-24 cm3/atom 之间。试验后的环氧树脂样品表面颜色变浅,硅橡胶样品的表面则呈现了玻璃化。对两种材料都进行了表面形貌分析,试验前后测试结果的对比分析表明原子氧的氧化作用使材料表面发生了较大的变化。 展开更多
关键词 原子氧 环氧树脂 硅橡胶 腐蚀效应
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影响空间液体润滑的环境因素 被引量：9
14
作者 姚志雄 黄立峰 黄健 《润滑与密封》 CAS CSCD 北大核心 2005年第3期155-157,共3页
概述了影响空间液体润滑的一些环境因素,包括润滑剂的挥发、挥发速度、粘度、爬移、冷疑,以及缺乏反应物、辐射、原子氧、失重、热传导、宇宙尘和空间杂质等。
关键词 环境因素 液体润滑 挥发速度 润滑剂 反应物 原子氧 热传导 和空间 宇宙尘
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C/SiC复合材料在空间环境中的性能研究进展 被引量：10
15
作者 刘小冲 成来飞 +3 位作者 张立同 尹小玮 王一光 刘小瀛 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第9期127-130,共4页
介绍了空间氧化环境和低温环境对C/SiC复合材料性能的影响。研究表明:空间原子氧环境对C/C-SiC材料中的C相剥蚀严重;原子氧氧化对C/SiC复合材料的力学性能影响较小。原子氧与分子氧的叠加氧化对C/SiC复合材料的性能影响较大。在空间低... 介绍了空间氧化环境和低温环境对C/SiC复合材料性能的影响。研究表明:空间原子氧环境对C/C-SiC材料中的C相剥蚀严重;原子氧氧化对C/SiC复合材料的力学性能影响较小。原子氧与分子氧的叠加氧化对C/SiC复合材料的性能影响较大。在空间低温条件下,C/SiC复合材料的拉伸强度会先降低,然后又逐渐恢复;该材料破坏模式与其高温条件下的破坏模式相同。同时提出了当前研究中存在的问题,并展望了未来的研究方向。 展开更多
关键词 C/SIC复合材料 分子氧 原子氧 超低温 空间环境
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空间原子氧环境对常用热控涂层的影响 被引量：10
16
作者 李涛 姜海富 +2 位作者 刘向鹏 赵雪 翟睿琼 《航天器环境工程》 2012年第3期268-272,共5页
空间原子氧(AO)是影响低地球轨道(LEO)航天器在轨性能的主要空间环境因素之一,其强氧化性能够对热控涂层和组件造成危害。文章分析了空间AO及相关综合环境对白漆、黑漆、有色有机漆、薄膜、织物、二次表面镜等各类常用热控涂层在LEO长... 空间原子氧(AO)是影响低地球轨道(LEO)航天器在轨性能的主要空间环境因素之一,其强氧化性能够对热控涂层和组件造成危害。文章分析了空间AO及相关综合环境对白漆、黑漆、有色有机漆、薄膜、织物、二次表面镜等各类常用热控涂层在LEO长期使用时可能引起的环境效应和危害,提出了相关使用建议,以期为今后我国以空间站为代表的LEO长寿命航天器论证及研制提供技术参考。 展开更多
关键词 原子氧 热控涂层 低地球轨道 环境效应 飞行试验
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环境因素对聚酰亚胺薄膜及涂层侵蚀效应分析 被引量：10
17
作者 王丹 高志敏 +2 位作者 李中华 满彦汝 高原 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第1期123-128,共6页
目的采用不同表面改性方法处理聚酰亚胺,研究温度、湿度、紫外辐照和原子氧等环境因素对聚酰亚胺基体及涂层的侵蚀效应。方法用碱性溶液(NaOH)、硅烷偶联剂(KH-550)分别在水热及溶剂热条件下处理聚酰亚胺薄膜。用溶胶凝胶法制备二氧化... 目的采用不同表面改性方法处理聚酰亚胺,研究温度、湿度、紫外辐照和原子氧等环境因素对聚酰亚胺基体及涂层的侵蚀效应。方法用碱性溶液(NaOH)、硅烷偶联剂(KH-550)分别在水热及溶剂热条件下处理聚酰亚胺薄膜。用溶胶凝胶法制备二氧化硅溶胶,并在改性后的聚酰亚胺薄膜表面制备二氧化硅涂层。处理后样品的亲水性变化由接触角测量仪测定,透光率用紫外可见分光光度计表征,表面形貌用扫描电镜观察,表面结构变化由傅里叶变换红外光谱仪测定。环境效应试验用紫外老化箱和原子氧模拟试验装置进行评价,并用扫描电镜和材料显微镜表征环境因素对涂层产生的影响和破坏作用。结果实验得出的最佳表面处理条件为:(1)NaOH浓度0.1 mol/L,水热温度120℃,时间60 min;(2)20vol%KH-550+80vol%Et OH,溶剂热温度180℃,时间60 min。在此条件下处理后的聚酰亚胺基体与二氧化硅涂层界面结合较牢固。结论使用碱液水热处理与硅烷偶联剂溶剂热相结合的处理方法,可有效改善Si O2涂层与聚酰亚胺基体的界面粘附性。所制备的涂层均匀致密,具有很好的抗原子氧侵蚀能力,但在储运过程中必须注意环境湿度对涂层产生的破坏作用。 展开更多
关键词 聚酰亚胺 二氧化硅涂层 表面改性 原子氧 环境效应
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空间站原子氧环境仿真研究 被引量：9
18
作者 翟睿琼 姜海富 +3 位作者 田东波 姜利祥 杨东升 安晶 《装备环境工程》 CAS 2014年第3期35-39,共5页
目的预估空间站在轨期间遭受的原子氧撞击通量。方法通过对空间站构型进行建模,轨道、姿态参数设定,应用Kepler计算方法对空间站在轨20年的原子氧积分通量进行初步的仿真计算和分析。结果得到了航天器各个微元表面的原子氧积分通量数据... 目的预估空间站在轨期间遭受的原子氧撞击通量。方法通过对空间站构型进行建模,轨道、姿态参数设定,应用Kepler计算方法对空间站在轨20年的原子氧积分通量进行初步的仿真计算和分析。结果得到了航天器各个微元表面的原子氧积分通量数据。结论通过数据分析可知,迎风方向上经受的最大原子氧通量达到5.79×1022atoms/cm2,综合空间站各个不同位置表面的积分通量数据,可为航天器结构设计与材料选择提供技术支持。 展开更多
关键词 空间站 原子氧 环境分析 通量密度 积分通量
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原子氧环境中聚酰亚胺的质量变化和侵蚀机制 被引量：8
19
作者 多树旺 李美栓 +1 位作者 张亚明 周延春 《材料研究学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第4期337-342,共6页
用石英晶体微天平(QCM)原位监测并研究了聚酰亚胺薄膜在地面原子氧模拟装置中暴露时的质量变化.结果表明,聚酰亚胺薄膜在较低的原子氧束流通量暴露的初期,试样的质量先增加后降低,质量的降低与暴露的时间成正比.在高原子氧束流通量暴露... 用石英晶体微天平(QCM)原位监测并研究了聚酰亚胺薄膜在地面原子氧模拟装置中暴露时的质量变化.结果表明,聚酰亚胺薄膜在较低的原子氧束流通量暴露的初期,试样的质量先增加后降低,质量的降低与暴露的时间成正比.在高原子氧束流通量暴露的初期,试样质量的增加不明显,甚至一开始就发生稳态氧化失重.实验数据拟合的结果表明,原子氧对聚合物造成的侵蚀主要发生在有氧原子吸附的表面.质量的增加是由于较低的原子氧通量没有能完全氧化聚合物的表面.原子氧对聚合物材料的侵蚀机制服从Langmuir吸附理论. 展开更多
关键词 材料失效与保护 原子氧 聚酰亚胺 侵蚀 空间材料 空间环境
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BHM3碳纤维及其氰酸酯基复合材料耐原子氧侵蚀性能 被引量：9
20
作者 赵臻璐 陈维强 +2 位作者 张玉生 黎昱 秦伟 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第5期625-630,共6页
利用原子氧暴露地面模拟实验装置,分别对BHM3型高模量碳纤维及其增强的氰酸酯基复合材料进行了原子氧暴露模拟实验,采用SEM、XRD、XPS技术分析了原子氧对碳纤维及其氰酸酯复合材料的侵蚀行为。结果表明,经过1×1021atoms/cm^2剂量... 利用原子氧暴露地面模拟实验装置,分别对BHM3型高模量碳纤维及其增强的氰酸酯基复合材料进行了原子氧暴露模拟实验,采用SEM、XRD、XPS技术分析了原子氧对碳纤维及其氰酸酯复合材料的侵蚀行为。结果表明,经过1×1021atoms/cm^2剂量的原子氧暴露后,碳纤维及其氰酸酯复合材料质量损失率均低于1%,纤维表面形貌及组成不变,碳纤维/氰酸酯复合材料的层间剪切强度降低16%。 展开更多
关键词 高模量碳纤维 复合材料 原子氧 质量损失 力学性能
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