電池蓋片粘接硅橡膠的空間環(huán)境效應(yīng)研究.pdf

1、本文利用空間環(huán)境效應(yīng)地面模擬設(shè)備,采用分光光度計(jì)、掃描電子顯微鏡(SEM)、傅立葉紅外光譜(FT-IR)、質(zhì)譜(MS)、X-射線光電子能譜(XPS)等現(xiàn)代分析方法研究了硅橡膠在空間質(zhì)子、電子及真空紫外輻照條件下的光學(xué)性能變化規(guī)律及損傷機(jī)理。質(zhì)子輻照研究表明,能量、束流密度、注量三個(gè)因素中任何兩個(gè)不變,第三個(gè)參數(shù)增大,硅橡膠的光學(xué)透過(guò)率下降。增加輻照注量對(duì)硅橡膠的影響最大。當(dāng)輻照質(zhì)子能量為170keV、輻照注量為1E15cm-2時(shí),玻璃蓋

2、片/硅橡膠試樣的光學(xué)透過(guò)率在測(cè)量波段內(nèi)的下降大于10.5％。紅外光譜及其XPS研究表明,主鏈上的側(cè)基Si-CHx首先發(fā)生斷裂,注量為1E15cm-2時(shí),主鏈的降解已經(jīng)很嚴(yán)重,生成了新的Si-OH和Si-H基團(tuán),同時(shí)觀察到表面龜裂現(xiàn)象,使得透過(guò)率發(fā)生明顯下降。斷口SEM觀察還發(fā)現(xiàn),低能質(zhì)子輻照的損傷主要在材料的表面和亞表面,嚴(yán)重?fù)p傷區(qū)在質(zhì)子的射程范圍內(nèi)。電子輻照對(duì)硅橡膠的損傷效應(yīng)明顯低于質(zhì)子輻照。硅橡膠在電子輻照下的光學(xué)透過(guò)率的下降主要在

3、紫外區(qū),接近于硅橡膠的光學(xué)帶隙。電子輻照注量增加,光學(xué)性能退化增加。硅橡膠的光學(xué)透過(guò)率下降的最大值發(fā)生在360nm附近,可高達(dá)20%。紅外光譜及XPS研究表明,電子輻照沒(méi)有引起硅橡膠基團(tuán)結(jié)構(gòu)和電子狀態(tài)的變化,但是Si-CHx基團(tuán)紅外吸收強(qiáng)度大大下降,表明低注量時(shí)主要發(fā)生了硅橡膠主鏈側(cè)基斷裂和降解。當(dāng)輻照注量較大時(shí),Si-O-Si主鏈也會(huì)發(fā)生斷裂和降解。SEM表面形貌觀察表明,輻照過(guò)程中表面有氣泡形成,是降解小分子導(dǎo)致的。截面斷口觀察到橡