质子辐照甲基硅橡胶的热释光和热释电研究

用空间辐照环境模拟设备对甲基硅橡胶进行了质子辐照.辐照能量为200keV,辐照剂量范围为1014～1016cm-2.用热发光和热激电流分析方法,研究了硅橡胶质子辐照前后载流子陷阱能级△E及载流子类型的变化规律结果表明:当辐照剂量小于1015cm-2时,△E下降;当辐照剂量超过1015cm-2后,△E上升硅橡胶原始样品中主要载流子类型是电子型.当质子辐照剂量超过5×1014cm-2后,主要载流子类型转变为空穴型.辐照剂量继续增加,载流子类型又有向电子型转变的趋势.     

纳米二氧化钛对质子辐照下MQ增强硅橡胶热性能的影响

采用空间综合辐照模拟设备研究了纳米二氧化钛对100keV和150keV能量质子辐照下MQ增强加成型硅橡胶损伤及热性能的影响.试验结果表明,质子辐照后,未添加纳米粒子的硅橡胶表面颜色明显加深,同时出现不同程度的老化裂纹,裂纹数量随辐照能量和剂量的增加而增加;辐照后硅橡胶的质损率增加,耐热性能下降;辐照后硅橡胶在玻璃态和玻璃转变区的温度区间内收缩率降低,而在高弹态的温度区间内膨胀率增加.添加纳米二氧化钛的硅橡胶与未改性硅橡胶相比,经过相同能量、剂量的质子辐照后,表面颜色加深和表面裂纹损伤的程度减小;质损率增加、耐热性能下降以及收缩膨胀率变化的程度均降低,表现出明显的抗辐照性能.     

纳米二氧化钛对质子辐照下MQ增强硅橡胶力学性能的影响

采用空间综合辐照模拟设备研究了纳米二氧化钛对100 keV和150 keV能量质子辐照下MQ增强加成型硅橡胶力学性能的影响。试验结果表明,质子辐照后,未添加纳米粒子的硅橡胶表面颜色明显加深,同时出现不同程度的老化龟裂裂纹,裂纹数量和深度随辐照能量和剂量的增加而增加;硅橡胶的硬度和拉伸强度随辐照剂量的增加先增加而后降低。添加纳米二氧化钛的硅橡胶与未改性硅橡胶相比,经过相同能量、剂量的质子辐照后,表面颜色加深和表面裂纹损伤的程度均减小,硬度和力学性能的损伤程度下降,表现出明显的抗质子辐照性能。     

新型聚甲基甲氧基硅氧烷交联剂对硅橡胶性能的影响

以聚甲基甲氧基硅氧烷(PMOS)作为交联剂,将端羟基聚二甲基硅氧烷(PDMS)在室温下交联固化生成硅橡胶,并研究了PMOS对硅橡胶固化性能与力学性能的影响.计算表明,固化反应的表观活化能为3.92kJ/mol,IR测试表征了体系固化前后官能团的变化.硅橡胶的密度随PMOS含量的提高而增大.与传统交联剂相比,PMOS可以原位形成一种高交联密度的PMOS相,这种PMOS相对硅橡胶有显著地增强作用,当PM()S含量由15%增加到47%时,硅橡胶的模量增加3倍,断裂伸长率减小一半.PMOS可作为硅橡胶的新型室温增强交联剂.     

BAMO-GAP三嵌段共聚物的热分解动力学及反应机理

用热重-红外-质谱(TG-IR-MS)联用技术对三嵌段共聚物的热分解产物进行了表征,利用Ozawa公式和Kissinger公式研究了聚3,3-双叠氮甲基氧杂丁环/叠氮缩水甘油醚(PBAMO/GAP)三嵌段共聚物的热分解动力学,得到其分解活化能为148.40 kJ/mol,指前因子lnA=33.5s-1,通过Grane公式计算得反应级数n=1。最后,对不同产物的红外和质谱特征峰进行了归属,实验结果证明,PBAMO/GAP三嵌段共聚物的分解产物主要有CH4/CH3+、N2O、NO2、N3/HN3、HCN+、CHO+和NH2+,其主要分解机理与一般烷基化合物相同,主要过程为CH2-N3分解为氮宾,氮宾经重排生成亚胺,随后有NH3生成。但其分解过程中存在经过-CH2N3进一步分解得到N3和HN3的特殊过程。     

硅橡胶辐射交联研究

在60Coγ射线下,以多官能团单体三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯(TMRTMA)作为敏化剂对硅橡胶进行辐射交联,研究了敏化剂、辐射剂量对硅橡胶的结构和力学性能的影响,并采用红外吸收光谱对辐照产物进行了表征.结果表明,加入敏化剂能够显著提高硅橡胶的辐射交联效率,随着辐射剂量的增加,体系凝胶含量增大,力学性能提高,辐射剂量在40kGy左右时,体系的综合力学性能最好,高于40kGy后体系辐射降解明显.     

ZnO白漆的质子辐照损伤与光学性能退化机理

为进一步阐明ZnO白漆的辐照损伤与光学性能退化机理,在模拟的空间环境下对S781白漆进行了150keV质子辐照实验。质子辐照后,在原位条件下测试了光谱反射系数和太阳吸收比的退化规律,并利用模拟仿真和光致荧光光谱研究了ZnO白漆与质子间的微观交互作用和辐照诱发缺陷。结果表明,质子辐照下ZnO颜料发生电离生成-1价锌空位,是S781白漆出现b带吸收和光学性能退化的主要原因。此外,本工作支持了ZnO绿带荧光源于锌空位的第一原理计算结果。     

入射质子能量对银膜反射镜光学性能的影响

为探讨空间高能质子模拟试验方法,用基于蒙特卡罗方法的SRIM程序计算了质子在石英玻璃基银膜反射镜中的射程和能量损失分布,试验研究了不同能量质子辐照对反射镜光学性能的影响.能量低于160keV时,50%以上的质子能量损失在表面膜中,随着能量的增大,质子在膜系中的能量损失逐渐减小;在1016/cm2注量条件下,100keV质子辐照引起350～500nm波段反射率明显下降,而0.5MeV和1MeV质子辐照对光谱的影响很小;计算与试验结果表明,低能质子辐照对反射镜的膜系损伤起主要作用,在进行空间质子辐照模拟试验时,能量选取应低于200keV.     

含铍碳化硅陶瓷先驱体聚铍碳硅烷的合成

以氢氧化铍、硫酸和乙酰丙酮为原料合成了乙酰丙酮铍(Be(acac)2).用乙酰丙酮铍和聚碳硅烷在加热的条件下反应一定时间,生成了树脂状的产物.反应中乙酰丙酮铍被消耗,生成产物熔点相对起始聚碳硅烷熔点升高.元素分析表明产物中含有铍元素,凝胶渗透色谱分析表明产物分子量相对起始聚碳硅烷向增大的方向发生变化.傅立叶红外光谱分析表明产物中主要存在如下结构:Si(CH3)2—CH2—,—Si(CH3)·(H)—CH2—.核磁共振1H-NMR分析表明反应物中Si—H键被消耗.根据分析结果推测了反应机理,Si—H键的消耗在产物的形成中起了重要作用.实验与理论分析表明先驱体产物是一种含铍聚碳硅烷,可以命名为聚铍碳硅烷(PBeCS).在1200℃的高温处理下产物作为先驱体可以转化为碳化硅陶瓷,元素分析表明碳化硅陶瓷中含有铍,是含铍碳化硅陶瓷.     

氧化石墨烯对热硫化硅橡胶耐辐照性能影响的研究

以氧化石墨烯(GO)为耐辐照填料,60Co为放射源,利用固体分析仪RSA G2对SiO2补强热硫化甲基乙烯基硅橡胶体系经历γ辐照前后的力学性能变化进行了对比研究,详细讨论了填料的添加对硅橡胶耐辐照性能的影响。同时,利用差示扫描量热仪(DSC)、热失重分析仪(TGA)对硅橡胶的耐辐照热学性能进行了探讨。实验结果与理论分析表明,氧化石墨烯在对硅橡胶体系协同补强的同时,对硅橡胶的耐辐照性能有明显的提升。在GO的保护下,硅橡胶辐照后的拉伸断裂强度、储能模量等主要力学性能,以及结晶温度稳定性等主要热学性能都展现出比未添加GO硅橡胶更好的稳定性,而高温热稳定性有一定但并不严重的损失。     

Damage Effect of Space Proton Irradiation with the Low Energy of 50-200 keV on Methyl Silicone Rubber

The damage effects and mechanisms of proton irradiation with 50-200 keV energy to space-grade methyl silicone rubber was performed using a ground-based simulator for space irradiation environment. The changes in surface morphology, mechanicai properties, cross-linking density, glass temperature, infrared attenuated total reflection spectrum, mass spectrum and pyrolysis gas chromatography-mass spectrum indicated that, under lower energy, the proton irradiation would induce cross-linking effect, resulting in an increase in tensile strengths and hardness of the methyl silicon rubber. However, after the irradiation of protons for more than 150 keV, the irradiation induced degradation, which decreased the tensile strengths and hardness, became a dominant effect. A macromolecular network destruction modei for the silicone rubber radiated vvith the protons was proposed.     

硅橡胶粘弹行为的微观机理

应用原子力显微镜(AFM)与动态力学分析仪(DMA)对三种具有不同分子链结构的硅橡胶粘弹行为及其微观机理进行了研究。结果表明,苯基侧基的引入,破坏了聚硅氧烷分子链的规整性,降低其结晶度,增强硅氧烷链间的内摩擦,使硅氧烷分子链段的弛豫与运动需要消耗更多的能量。尤其是单苯基的引入,能更好地调节苯基链节在聚硅氧烷中的分布,在有效提高硅橡胶损耗因子的同时,更好地维持着-Si-O-链的柔顺性,使制得的三元共聚甲基苯基乙烯基硅橡胶(PVMQ-2)具有优越的综合力学性能。     

Effects of various additive gases on chemical dry etching rate enhancement of low-k SiOCH layer in F2/Ar remote plasmas

N₂ and NO gas addition to F₂/Ar remote plasmas during chemical dry etching (CDE) of low-k SiOCH layer was effective in increasing the etch rate, but the addition of O₂ decreased the etch rate. And, the injection of NO gas directly into the reactor increased the SiOCH etch rate most significantly. The addition of N₂ or NO gas contributes to an effective removal of oxygen in the SiOCH layer, by forming NO₂ and HNO₃ by-products, and of carbon species in the SiOCH layer by forming CF₄ by-product, which leads to enhancement of SiF₄ formation and in turn increase in the SiOCH etch rate.     

RTV导电硅橡胶的制备与配方优化设计

通过硅氢加成反应合成一种新型醇型六官能度乙撑硅氧烷。用FT—IR和GC—MS来表征合成的硅烷交联剂。以此六官能度乙撑硅氧烷作为交联剂,与107胶、填料、乙炔炭黑,催化剂配混,制备双组分脱醇型RTV导电硅橡胶。通过正交实验设计法对硅橡胶的导电性进行以及综合性能加以研究。结果表明气相SiO2以及乙炔碳黑对硅橡胶的导电性能和其它几项性能影响显著。较佳的配方是：乙炔碳黑75份,气相SiO2 5．0份,新型胶联剂2．0份,结构控制剂为2．9份。     

复合型散热硅橡胶研究

研究了氧化铝和氮化硼粒子用量对硅橡胶热膨胀系数、热稳定性及热导率的影响.发现加入两种填料均显著降低了橡胶热膨胀系数,提高了热稳定性及热导率;试验测试热导率和理论计算值差距较大,用Agari模型分析了两种填料对硅橡胶热导率差异影响的原因.按照一定比例混合这两种填料所得混合填料填充硅橡胶可获得最大热导率及较佳性能.所制备的复合硅橡胶具有很好的物理性能,是作为散热使用的弹性导热垫片的理想材料.     

硅藻土/硅橡胶可陶瓷化复合材料的制备及性能

硅橡胶耐热性不佳严重制约着其在耐高温领域的应用。针对这一问题,分别采用低熔点氧化物Sb_2O_3和Bi_2O_3作为助溶剂,研究其对硅藻土/硅橡胶复合材料可瓷化性能的影响。采用TG分析Sb_2O_3和Bi_2O_3对硅藻土/硅橡胶复合材料的热稳定性影响,万能力学试验仪测试热解后试样的弯曲强度,场发射扫描电镜(FESEM)和能谱仪(EDS)分析热解产物的微观形貌和成份,XRD探索复合材料的可瓷化机制。结果表明:Sb_2O_3和Bi_2O_3金属氧化物会加速硅橡胶的分解,但可以明显提高热解后试样的弯曲强度。FESEM观测到Sb_2O_3和Bi_2O_3有助于复合材料在热解过程中形成连续的桥连结构,通过EDS分析计算可知,Sb_2O_3与SiO_2,Bi_2O_3与SiO_2在热解过程中可能发生共熔反应,有助于陶瓷化结构的形成。XRD表明,加入助溶剂后的硅藻土/硅橡胶复合材料的热解后形成非晶相结构,提高陶瓷层的强度。     

超临界二氧化碳发泡热硫化硅橡胶的研究

对超临界二氧化碳制备硅橡胶泡沫材料的可行性进行了研究.采用“预硫化—发泡—完全硫化”工艺,研究了发泡温度、压力、溶胀时间、卸压时间等对硅橡胶泡沫的密度和泡孔结构的影响,通过扫描电子显微镜(SEM)对泡孔结构进行了分析.结果表明:利用超临界二氧化碳发泡热硫化硅橡胶,得到了泡孔孔径小(＜ 100μm)、泡孔均匀、泡孔结构可...     

纳米TiO_2对真空紫外辐照下MQ硅树脂增强硅橡胶质损及热性能的影响

采用空间综合辐照模拟设备研究了纳米TiO2对真空紫外辐照下MQ硅树脂增强硅橡胶的质损及热性能的影响。试验结果表明,真空紫外辐照后,硅橡胶会产生质量损失,其质损率随着辐照剂量的增加而增加;真空紫外辐照后硅橡胶的热稳定性随着辐照剂量的增加先增加而后下降;硅橡胶材料的体膨胀/收缩变形变化则随辐照剂量的增加而变化不大。添加纳米TiO2的硅橡胶与未改性硅橡胶相比,经过相同剂量的真空紫外辐照后,质损率增加、耐热性以及体膨胀/收缩率变化的程度均降低,表现出明显的抗辐照性能。