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TiO2对真空紫外辐照下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TiO2对真空紫外辐照下MQ(MQ硅树脂是由单官能硅氧单元(R3SiO0.5,简称M单元)和四官能硅氧单元(SiO2,简称Q单元)组成的有机硅树脂),增强硅橡胶力学性能的影响。试验结果表明,真空紫外辐照后,硅橡胶表面颜色加深,同时出现裂纹,裂纹数量随辐照剂量的增加而增加;在试验的辐照剂量范围内,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,断裂伸长率则先降低而后增加。橡胶的模量和玻璃化转变温度也会发生不同变化。添加纳米TiO2的硅橡胶与未改性硅橡胶相比,经过相同剂量的辐照后,表面裂纹损伤程度减小,硬度和力学性能的损伤程度下降,表现出明显的抗真空紫外辐照性能。     

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。     

在120keV质子辐照下环氧树脂的质损效应

对AG-80环氧树脂浇注体进行了120 keV质子辐照试验,测试了质子辐照前后AG-80的质损率,借助AFM、XPS对环氧树脂表面的形貌、化学成分和化学结构进行了分析.试验结果表明,随质子辐照剂量增加,质损率首先增加,随后变化趋于平缓;表面粗糙度先增加后减小.在质子辐照的作用下,AG-80环氧树脂表面离子碎片逸出和表面层发生炭化是其质损和表面粗糙度发生变化的原因.     

在空间质子辐照下甲基硅橡胶的破坏模型

利用空间辐照环境地面模拟设备研究了质子辐照对甲基硅橡胶的破坏,建立了甲基硅橡胶的破坏模型.结果表明,在辐照能量为180 keV,辐照剂量为1016cm-2的条件下,被质子辐照后,硅橡胶生成CH3SiOCH3气体产物;量子化学计算表明,在H 直接进攻硅橡胶高分子链中的O导致高分子链断裂的过程中要放热655.34 kJ/mol,是唯一的放热反应通道.这一过程不会形成稳定的过渡态和中间体,而是直接形成断键产物.计算结果与质子辐照生成的气体产物CH3SiOCH3一致.     

低能粒子辐照对铝膜反射镜光学性能的影响

地面模拟研究了低能质子和电子对铝膜反射镜光学性能的影响。结果表明,低能质子辐照后,在200~800nm波长范围内铝膜反射镜反射率随辐照剂量增加而下降。质子辐照能量越低射程越短,则反射镜表面膜层中质子浓度越大损伤也更为明显。电子辐照射程较深,辐照作用对铝膜反射镜光学性能影响很小。     

He~+辐照对非晶碳氢薄膜表面硬度的影响

在室温下,利用等离子体增强的化学气相沉积法(PECVD)在硅衬底上制备了非晶碳氢薄膜。采用100keV,剂量分别为1.0×1015、5.0×1015、5.0×1016和1.0×1017ions/cm2的He离子(He+)对非晶碳氢薄膜进行辐照实验。通过基于原子力显微镜(AFM)的纳米压痕和纳米划痕技术,对He+辐照前后碳氢薄膜的表面硬度进行分析。结果表明,经He+辐照后碳氢薄膜的表面硬度明显增加,并且随着He+辐照剂量增加,碳氢薄膜的表面硬度呈逐渐增加的趋势。傅里叶变换红外光谱(FT-IR)和拉曼光谱分析表明,He+辐照会导致碳氢薄膜中sp2C键含量明显增加,而sp3C键及H原子的含量明显降低,这可能是引起碳氢薄膜硬度变化的主要原因。     

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.     

离子辐照对316L不锈钢焊缝晶体结构与力学性能的影响

目的 研究不同剂量离子辐照对不锈钢焊缝金属微观组织结构及力学性能的影响机理和影响规律.方法 通过添加3种剂量的氦离子和氘离子对316L不锈钢TIG焊焊缝金属进行辐照,分别使用XRD、纳米压痕与SEM来分析研究离子辐照对316L不锈钢焊缝金属的晶体结构、力学性能以及表面微观形貌的影响.结果 离子辐照后,焊缝金属XRD衍射峰向高角度发生偏移;随辐照剂量的增加,焊缝金属显微硬度增加,显微硬度增加值随辐照剂量的增加逐渐趋于饱和;离子辐照使焊缝金属表面产生大量辐照孔洞,随着辐照剂量的增加,焊缝金属表面辐照孔洞越大.结论 离子辐照导致焊缝金属晶体结构发生变化,使焊缝金属出现辐照硬化现象;与氘离子辐照相比,氦离子辐照孔洞更大,辐照硬化率更高.     

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.     

高硬度有机硅橡胶耐热性能与回弹性能的改善

通过添加气相法白炭黑增加硅橡胶硬度,添加金属氧化物(二氧化铈)改善硅橡胶热稳定性。研究了不同粒径、不同用量二氧化铈对硅橡胶耐热性的影响,并分析了填料对硅橡胶回弹性能的影响。     

注入能量对304不锈钢离子注N表面改性层组织与性能的影响

注入能量对离子注入影响明显,但目前探究注入能量对304不锈钢离子注N层影响报道较少。研究在N剂量相同的情况下,离子注N时不同注入能量(30~75 keV)对304不锈钢表面改性层的组织及性能的影响。采用离子注入软件SRIM2013模拟离子注入对304不锈钢的注N深度,并采用扫描电镜(SEM)、显微硬度仪、X射线衍射仪(XRD)、万能摩擦磨损试验机对表面改性组织、硬度、相结构、摩擦系数进行测试,并对微观机理进行了分析与讨论。研究表明:在相同剂量下(9.0×10~(17)cm~(-2)),在注入能量范围为30~60 keV时,表面生成了γN相。但随着注入能量达到75 keV,304不锈钢表面出现多孔形貌,且硬度、摩擦系数等力学性能下降。经注入能量60 keV注N后,所得注N试样的显微硬度约为基材的1.9倍,摩擦系数有所降低,从基材的0.62下降为注N后的0.32;注入能量60 keV是离子注入的最佳注入能量。     

超细绢云母/加成型液体硅橡胶复合材料的制备及性能

以天然绢云母矿物为原料,利用气流磨超细粉碎、乙烯基三乙氧基硅烷表面修饰处理对绢云母进行深加工,得到有机化的绢云母超细粉体,再采用溶液聚合方法制备出具有优良性能的超细绢云母/加成型液体硅橡胶复合材料。用SEM对其微观形貌进行了观察和分析,通过观察SEM可以发现经偶联剂表面修饰处理后超细绢云母在硅橡胶基体中分散均匀。当超细绢云母质量分数为8%时,复合材料的拉伸强度和邵氏硬度达到了1.25 MPa和61,分别比纯硅橡胶提高了197.62%和48.78%。TGA测试结果表明,超细绢云母可显著提高硅橡胶的热稳定性能。此外,用Kraus方程对超细绢云母与硅橡胶之间的相互作用进行了表征。      

电子束辐射交联硅橡胶的力学性能及导热性能

采用导热无机填料氧化铝对甲基乙烯基硅橡胶进行改性,并采用电子束辐射交联硅橡胶,对辐射交联硅橡胶的力学性能及导热性能进行了研究。结果表明,随着辐射剂量的增加,硅橡胶的交联密度增大,拉伸断裂强度逐渐增加,当辐射剂量为30kGy时,强度出现极大值;断裂伸长率则随着辐射剂量的增加而逐渐下降。随着白炭黑含量的增加,硅橡胶的拉伸断裂强度及断裂伸长率均逐渐增加。导热无机填料氧化铝的加入能够有效地提高硅橡胶的导热率。随着氧化铝含量的增加,硅橡胶的导热系数逐渐增大,共混体系的拉伸断裂强度和断裂伸长率下降,硬度增加。     

Electron-beam-irradiated rice husk powder as reinforcing filler in natural rubber/high-density polyethylene (NR/HDPE) composites

The use of rice husk (RH) powder as a reinforcing filler in blends of natural rubber and high-density polyethylene (NR/HDPE) was studied via surface modification of the particle surface. The RH powder was pre-washed with sodium hydroxide (NaOH) prior to coating with liquid natural rubber (LNR) and reinforced by electron beam (EB) irradiation. The effects of the radiation dosage on the LNR-coated rice husk (RHr) as a reinforcing agent in the composite were evaluated from the mechanical and thermal properties, as well as from the blend homogeneity. The mechanical properties enhanced with the dosage of radiation on the RHr, and reached an optimum dose in the range 20–30 kGy. The composites filled with radiated RHr showed the highest storage modulus (E′) and low tangent delta (tan δ) a radiation dosage of 30 kGy. The scanning electron microscopy (SEM) micrograph of the fractural tensile surface showed that an effective RHr particle matrix interaction occurred in the RH powder at a radiation dosage of 20 kGy. Improved RH filler–matrix interfacial bond strength and adhesion to the matrix were achieved by coating the RH powder and curing the rubber coat by electron beam irradiation.