聚酰亚胺在原子氧环境中的侵蚀行为实验研究

摘要

原子氧是低地轨道空间中对航天器外露材料危害性最大的环境因素。在原子氧侵蚀地面模拟设备中对聚酰亚胺进行了暴露实验，利用石英晶体微天平对原子氧侵蚀速率与原子氧侵蚀攻角之间的关系进行了原位研究，采用FTIR和AFM等分析手段对暴露前后试样表面的变化进行了研究。研究结果表明，由于原子氧活性高，对材料表面有强的氧化作用，导致材料在AO环境下都发生表面形貌变化，表面粗糙度明显增加，质量和厚度发生损失，材料性能不可避免地会下降。聚酰亚胺的羰基与原子氧作用时形成CO2或CO，随后CO2或CO气体从表面脱附，这是原子氧造成聚合物材料降变的主要途径。原位质量监测表明原子氧在不同攻角下对聚酰亚胺的侵蚀服从余弦定律。