袁 剑 赵小虎

(北京航空航天大学 航空科学与工程学院，北京100191)

低地球轨道是航天器的主要运行轨道之一，而原子氧(AO，Atomic Oxygen)是低地球轨道环境大气的主要成分，具有较强的氧化性、较大的通量和能量，会引起航天器材料的剥蚀和性能退化，进而对航天器的可靠运行和使用寿命带来影响.近30年来，各国陆续开展了大量的原子氧效应相关研究，并在近些年逐渐将研究重点转向抗原子氧剥蚀技术方面，也已取得了较大的进展.目前，常用方法主要有:①原子氧防护涂层［1－2］，这是一种最常用且防护效果非常好的方法，但是，涂层容易出现缺陷，原子氧会穿过缺陷作用于底层材料而产生掏蚀，使涂层失去保护作用［3］.②表面改性技术，通过表面硅烷化或高能离子注入，使材料表面富含Si、Al、钇等元素，并在与AO作用时形成SiO2等氧化物保护层［4］.③基体强化技术，通过化学合成手段来改变材料的分子组成和结构［5］，或者将不与AO反应的组分引入航天器常用聚合物基体中，以提高基体的抗原子氧能力.

其中，基体强化技术可提高材料整体的抗原子氧性能，且具备自修复功能，能有效避免AO涂层缺陷产生的掏蚀，是近些年的研究重点.国外曾通过化学合成的方法，在聚合物基体分子中引入含硅、磷氧、锆、锡、铝等元素的基团［6－10］，可使聚合物的抗原子氧性能提高约5～20倍.此外，也有研究者在基体中添加纳米蒙脱土等，可将基体的抗AO性能提高3倍［11］.本实验室曾用共混法在树脂基体中……