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《雜化聚酰亞胺的制備及其耐原子氧剝蝕性能》由會員上傳分享,免費在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、2014年9月第40卷第9期北京航空航天大學(xué)學(xué)報JournalofBeijingUniversityofAeronauticsandAstronauticsSeptember2014V01.40No.9雜化聚酰亞胺的制備及其耐原子氧剝蝕性能趙小虎段凌澤趙一志(北京航空航天大學(xué)航空科學(xué)與工程學(xué)院,北京100191)摘要:低地球軌道環(huán)境中的原子氧會剝蝕航天器表面材料,影響其性能和壽命,因此在使用時需要選用合適的手段來進行原子氧防護.采用溶膠.凝膠法,利用正硅酸乙酯在樹脂體系中的水解-縮合反應(yīng),在基體中原位生成無機相而獲得雜化聚酰亞胺.在原子氧效應(yīng)地面模擬設(shè)備中,對雜化聚酰亞胺試樣開展了性能
2、評估試驗,總結(jié)了試驗前后試樣的質(zhì)量、表面形貌和表面成分的變化特點,并分析了材料耐剝蝕性能與正硅酸乙酯添加量的關(guān)系、雜化材料的耐剝蝕機理.結(jié)果表明,雜化聚酰亞胺的耐原子氧性能優(yōu)于原樹脂,其原子氧試驗質(zhì)量損失僅為原樹脂的31.6%~14.8%.分析認(rèn)為,溶膠一凝膠過程中在樹脂基體中生成的有機含硅結(jié)構(gòu)和無機SiO:,以及原子氧作用下雜化材料表面生成的SiO:保護層,是雜化材料耐原子氧剝蝕性能提高的原因.關(guān)鍵詞:耐原子氧;聚酰亞胺;溶膠.凝膠法;航天器;低地球軌道中圖分類號:V45文獻標(biāo)識碼:A文章編號:1001.5965(2014)09.1189-06Preparationandatomic
3、oxygenresistanceofhybridpolyimideZhaoXiaohuDuanLingzeZhaoYizhi(SchoolofAeronauticScienceandEngineering,BeijingUniversityofAeronauticsandAstronautics,Beijing100191,China)Abstract:Atomicoxygen(AO),thepredominantcomponentsandthemostactivespeciesinlowearthorbitatmosphere,cancausetheerosionanddegrada
4、tionofspacecraftmaterials.ToimprovetheAO—resistanceoftheresin,Tetraethylorthosilicate(TEOS)wasaddedintothepolyimide(PI)matrix,andthentheinorganicphasesofSi02weregeneratedin-situusingsol-gelmethodandtheSi02/PIhybridmaterialswereobtained.Theground—basedsimulationexperimentswerecarriedouttoevaluate
5、theAO·resistanceoftheSi02/PIhybridmaterials.Themass,surfacemorphologyandsurfacecompositionofthesampleswerecomparedbeforeandaftertheAOexperiments.TheeffectsoftheaddingamountofTEOSandtheimprovingmechanismoftheAO—resistancewereanalyzed.ResultsshowthattheAO—resistanceofhybridmaterialsisbetterthantha
6、tofthepristineresinandtherelativemasslossis31.6%~14.8%.TherearetwoessentialreasonsoftheAO—resistanceofthehybridmaterialthatthesiliconesandsilicaaregeneratedintheresinmatrixduringsol-gelprocessandthesilicaprotectivecoatingisformedonthesamplesurfaceinAOenvironment.Keywords:AO-resistance;polyimide;
7、sol-gelmethod;spacecraft;lowearthorbit空間環(huán)境效應(yīng)會影響航天器在軌的可靠性和壽命,是航天器設(shè)計時必須考慮的因素.據(jù)統(tǒng)計,航天器在軌異常事件中,約70%是由空間環(huán)境引起的.而軌道高度不同,重點考慮的環(huán)境因素也不同.1995年NASA指出,對運行在200~1000km的低軌道航天器而言(包括飛船、航天飛機、空問站、部分應(yīng)用衛(wèi)星等),原子氧(AO,AtomicOxy-gen)是影響最為嚴(yán)重的環(huán)境因素¨2】.收稿日