红外光谱仪模拟空间原位分析表征系统的研制
2019-06-21王云霞孙晓军阎逢元
分析测试技术与仪器 2019年2期
严 洁,刘 建,王云霞,王 博,孙晓军,阎逢元
(1.中国科学院 兰州化学物理研究所 公共技术服务中心,甘肃 兰州 730000;2.中国科学院 兰州化学物理研究所 固体润滑国家重点实验室,甘肃 兰州 730000)
傅里叶变换红外光谱仪(fourier transform infrared spectrometer,FT-IR spectrometer)用于研究分子的结构和化学键,也可以作为表征和鉴别化学物种的方法.空间环境对航天器舱外运动机构润滑材料的性能和寿命具有重要影响,相关研究可保障月球探测等航天工程的顺利实施[1-3].目前,红外光谱仪已频繁应用于模拟空间环境[4-10]下的试验样品研究.目前我们采用的红外测试系统具备透射及反射光谱的基本测试功能,只能了解润滑材料表面各种分子的静态吸附,研究在模拟空间反应条件下的吸附物种类型、结构及成键方式.其存在的最大缺陷是在空间模拟环境下,样品做红外分析时,不能还原空间工作状态下的实时情况,考察非定态和定态条件下吸附物种的动态行为.而且取样及传递过程存在着环境条件的改变,包括气压、温度等不可控因素,造成材料性质不能实时反应.为此,我们将FTIR spectrometer与空间摩擦学试验系统集成,实现模拟空间环境下摩擦表面的原位分析功能.此工作重点解决集群结构的匹配和性能兼容问题,避免环境对摩擦表面的污染,将润滑材料的空间摩擦学行为与其表面及化学状态准确关联,为设计新型空间润滑材料提供可靠的试验依据,满足我国航天事业的长期需求.
