王凯，徐晓炯，沈一，韦祎，苏宝法，王训春，仇恒抗

（上海空间电源研究所，上海 200245）

聚酰亚胺(PI)由于具有突出的热稳定性，优异的耐辐射性能和介电性能，在航天器中应用广泛，但是当处于空间环境，在束流密度达4.05 × 1015cm−2的高通量，约5 eV的高动能的原子氧(AO)持续冲击作用下极易发生分子链断裂、气化、质量损失，并最终导致其结构及绝缘性能破坏[1]，在多次飞行返回试验LDEF(长期暴露设施)、EOIM-Ⅲ(材料与原子氧作用效应试验之三)及MISSE(国际空间站材料试验)中都观测到了材料表面的退化以及由于热特性变化导致的机械性能下降，这些都严重影响航天器的使用寿命。针对聚合物材料表面AO防护的技术途径主要有体材防护和制备防护涂层。体材防护[2]是将特定元素基团或者特定的纳米颗粒引入聚合物材料的分子结构之中，使聚合物材料在遭受AO冲击时在原位生成惰性阻挡层，但是体材改性会产生提升抗AO性能与维持材料原有力学性能的矛盾。由于防护涂层具有便于工程化制备、热稳定性及化学稳定性好的优点，因此在聚合物表面制备防护涂层是当前主要采取的AO防护手段[3]。目前，在PI膜表面制备防护涂层的方法主要有磁控溅射表面镀铝法[4]、溶胶凝胶制备涂层法[5]等，但是这些工艺存在一致性差、工程化应用水平低等缺点。

防护涂层从材料类型上可以分为无机材料和有机材料两大类。无机防护涂层的抗AO侵蚀性能较好，但是无机涂层由于与航天器基底材料的热膨胀系数不匹配，以及受热循环和空间环境影响，会出现开裂、脱落等现象，基底材料将进一步受到AO的“掏蚀”影响，造成防护涂层失效。……