张 岚，刘 勇，董尚利，土比木乃，叶铸玉

（哈尔滨工业大学 材料科学与工程学院，哈尔滨 150001）

0 引言

距离地面200～700 km的低地球轨道（LEO）空间，是宇宙飞船、对地观测卫星、气象卫星和空间站等航天器的主要运行区域。航天器在LEO中运行时将受到原子氧（AO）、紫外辐射、粒子辐射、高真空、等离子体、热循环以及微流星体与空间碎片等的影响[1]。美国航空航天局（NASA）的飞行试验（STS）、长期暴露试验平台（LDEF）、有限期选择性暴露试验（LDCE），前苏联的“和平号”空间站搭载试验（COMES/Mir）以及大量的先期研究结果，使学者对材料暴露在LEO环境中的影响有了基本的了解。虽然AO在LEO中的密度很低，能量仅为0.1 eV，却是导致材料失效的主要原因[2-3]。

AO环境效应主要是指其与航天器材料表面发生反应，使其氧化形成氧化物；同时导致材料表面形貌发生变化，放气速度加快，质量损失率增加，机械强度下降，光学和电性能改变等[4]。此外，AO与材料作用产生的挥发性气体及非附着性氧化物，会使航天器受到污染，给光学系统、温控涂层等部件和材料的热性能、光性能带来严重的影响（如涂层太阳吸收率变化，电池的电源输出减小等）[5]。

AO与材料之间的作用机制非常复杂，是多种效应协同作用的结果，既包括强氧化性造成的化学反应，又包括原子溅射引起的表面物质损失。

Banks等人[6]认为：AO可能是简单地以原始状态或者改变后的带电状态在材料表面产生溅射；可能与航天器表面的 N原子发生化学反应，或者一碰到材料表面就与 N形成激发态的氮氧化物，随后以产生辉光的形式失去活性；……