耐原子氧聚酰亚胺材料的研究进展

王芮晗; 赵若虹; 邹宛晏; 王敏; 周博; 齐胜利; 刘刚; 武德珍

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自21世纪以来,航空航天方面的快速发展为人类日常通信、观察天文气相、探索宇宙等提供了重要的技术支持手段.其中,聚酰亚胺(PI)凭借其优异的耐高低温性能、力学性能、耐辐射性、电性能、耐溶剂性等成为不可或缺的航天器材料之一,且被广泛用作航天器的太阳电池阵列的柔性基板、多层热绝缘毯和电路系统的绝缘保护层.然而,航天器长期工作于低地球轨道,这一特殊环境中的原子氧(AO)具有高通量和强氧化性,它会快速侵蚀航天器表面的主要热控材料PI,使其光学、电学、力学等重要性能退化,从而导致航天器工作效率下降、使用寿命缩短、系统目标设计失败,严重阻碍航天事业的发展.多年来,针对上述问题,研究人员提出了多种解决办法并已取得较大进展.其中,在材料表面施加防护涂层已发展成为既能保护基材不受原子氧剥蚀、又能保持基底材料原有性能的方法,其适用于多种表面制作,工艺简单,应用广泛;而在耐原子氧聚酰亚胺新型材料方面,科研人员也克服困难,开发出性能更为优异、使用寿命更长的新材料.另外,由于特殊试验条件的限制,促使耐原子氧地面模拟实验发展迅猛,目前已提出多种模拟理论,并制造模拟器以辅助研究.本文对比了目前已商业化应用的聚酰亚胺材料的耐原子氧性能,介绍了耐原子氧的地面模拟试验方法的原理和分类,总结了耐原子氧聚酰亚胺材料的类别,包括防护涂层法和新型方法制备的耐原子氧聚酰亚胺材料,并对各种不同类型防护方法的优缺点进行了合理评判,指出耐原子氧聚酰亚胺材料的未来发展方向及应用前景.

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来源
《材料导报》 |2021年第11期|11187-11195|共9页
作者
王芮晗; 赵若虹; 邹宛晏; 王敏; 周博; 齐胜利; 刘刚; 武德珍;
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作者单位

北京化工大学化工资源有效利用国家重点实验室北京100029;

北京化工大学化工资源有效利用国家重点实验室北京100029;

北京化工大学化工资源有效利用国家重点实验室北京100029;

北京化工大学化工资源有效利用国家重点实验室北京100029;

上海卫星装备研究所上海200240;

北京化工大学化工资源有效利用国家重点实验室北京100029;

上海卫星装备研究所上海200240;

北京化工大学化工资源有效利用国家重点实验室北京100029;

北京化工大学常州先进材料研究院常州213164;

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正文语种 chi
中图分类耐高温材料、耐低温材料;
关键词
原子氧; 聚酰亚胺; 自修复; 耐原子氧试验方法; 低地球轨道;

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