面向火星探测的环氧形状记忆聚合物复合材料的性能研究

国家火星探测任务是建设航天强国进程中的重大标志性工程,是中国航天走向更远深空的里程碑工程.智能材料这种集材料、结构和功能于一体的先进材料将会对火星探测任务有所助力.形状记忆聚合物及其复合材料作为一种典型的智能材料,可在有效减轻载荷的同时实现自主变形,已经在地球同步轨道航天器的应用中崭露头角.因此有必要研究这种新型环氧基形状记忆聚合物复合材料应用于火星探测工程的可能性.首先,针对“天问一号”火星探测器的任务需求,设计了一个具有自释放功能的着陆平台国旗装置.其中的锁紧释放装置由碳纤维增强的形状记忆聚合物复合材料制成,分别从静态拉伸力学性能、动态热机械性能和形状记忆性能三个角度评估了空间辐照和长期存储对形状记忆聚合物复合材料的影响.其中,空间辐照包括γ射线和紫外射线,辐照剂量分别为5×10^(5)rad和23.6 kCal.长期存储分为低温-196℃、室温25℃和高温85℃存储30天,和低温-196℃存储457天两组实验.最后,从“祝融号”火星车所携带相机拍摄的照片可以看到五星红旗被成功释放,旗面平整、图案清晰.这说明所研究的环氧基形状记忆聚合物复合材料可成功应用于火星探测任务,未来有望以多种结构形式助力我国的火星采样返回乃至其它深空探测任务.

ZnO薄膜的结构、性能及其应用

从ZnO薄膜的晶体结构、光学性能、电学性能、光电特性、气敏特性等方面综述了ZnO的研究重点和应用前景。

离子束清洗对光学太阳反射镜(OSR)性能的影响研究

主要通过调整离子束清洗时间、清洗气氛、清洗功率(电流)等工艺参数,并结合OSR的膜层附着力测试以及光学性能测试,研究了离子束清洗各工艺参数对OSR性能的影响。结果表明,离子束清洗可以显著提高OSR的膜层附着力。

用交流孪生靶磁控反应溅射法制备ITO薄膜

采用氧化铟锡(ITO)陶瓷靶(质量分数为90%的In2O3与10%的SnO2)作为溅射源,通过交流孪生靶反应磁控溅射制备出了性能优良的ITO薄膜,其光谱透射率大于85%。结合对所镀制ITO薄膜的表面形貌及化学成分分析,研究了反应气体流量、退火等工艺参数对ITO薄膜光学和电学性能的影响。

空间防静电薄膜的制备及耐辐照性能研究

利用射频磁控溅射工艺制备了ITO防静电薄膜。研究了辐照试验前后ITO样品的光电性能变化,并用XPS和AFM对其组分及表面形貌变化进行了分析。结果表明,辐照后ITO薄膜的光学透过率变化不大;表面电阻有一定增加,但幅度不大,完全可以满足防静电的要求。

掺杂氧化物半导体在复合隐身方面的研究进展

从掺杂氧化物半导体材料的隐身理论、复合隐身研究方向以及研究进展等方面,介绍了掺杂氧化物半导体在隐身材料方面的研究现状。

玻璃型镀铝二次表面镜的模拟空间环境辐照试验研究

主要通过对镀铝二次表面镜先后进行紫外辐照以及电子、质子的综合辐照,并结合太阳吸收率和半球发射率测试,研究了低能电子、质子以及紫外辐照对镀铝二次表面镜热控性能的影响。结果表明,镀铝OSR具有良好的抗紫外辐照以及抗低能电子、质子辐照能力。

磁控溅射WO_3电致变色薄膜的太阳吸收率

采用直流磁控反应溅射工艺制备了WO_3薄膜。WO_3薄膜在原始状态和注入Li离子后的平均透射率分别为83%和6%,变化接近77%,表明该WO_3薄膜具有很好的电致变色性能。根据薄膜的透射率和反射率计算了WO_3薄膜的太阳吸收率:WO_3薄膜在着色态和褪色态的太阳吸收率分别为0.780和0.123。

VO_2薄膜制备工艺及电阻开关特性研究

用溶胶 -凝胶法在非晶玻璃上制备 VO2 薄膜 ,经过熔融、涂膜、烘干和热处理等工艺最后得到电阻相变 2～ 3个量级的 VO2 薄膜。对烘干温度、熔融温度、膜厚和热处理温度对薄膜电阻开关特性的影响进行了研究。通过 XRD ( X-ray diffraction)和 XPS ( X- ray photoelectron spectroscopy)对薄膜的结构和价态进行分析 ,表明用溶胶 -凝胶法制备 VO2 膜工艺简单 ,重复性好。

二氧化钒薄膜的结构、制备与应用

综述了VO2 薄膜的结构特点、相变、制备工艺特性 ,以及薄膜研究、应用和开发现状 ,认为VO2

真空退火对VO_x薄膜相结构及表面形貌的影响

以V2O5粉末为原料,采用无机溶胶-凝胶法制备了V2O5凝胶膜,经过真空退火处理得到了以VO2为主的薄膜。利用X射线衍射(XRD)和原子力显微镜(AFM)对不同实验条件下得到的薄膜的物相和表面形貌进行分析,得出了VOx薄膜相结构及表面形貌与真空退火条件之间的关系。

VO_2薄膜制备及电学性能

用溶胶 -凝胶法制备VO2 薄膜。通过熔融、涂膜、烘干和热处理等工艺实验 ,在非晶玻璃上得到电阻变化 2～ 3个量级的VO2 薄膜。对烘干温度、熔融温度、膜厚和热处理温度对薄膜电学性能的影响进行了初步研究。通过XRD和XPS对薄膜的特性和价态进行了分析。

退火温度对铟锡合金薄膜结构和性能的影响

采用铟锡合金作为溅射源，通过直流反应磁控溅射和在大气环境下高温退火，制备出了性能优良的ＩＴＯ薄膜，其太阳光谱透射率大于９０％。在放电参数、工作气体压力、反应气体流量、沉积时间等工艺参数相同的条件下，研究了退火温度对薄膜表面形貌、化学成分、晶体结构、光学和电学性能的影响。

电致变色薄膜器件在空间中的应用前景

电致变色薄膜器件的光学性质可以随外加电场而发生可逆的变化,利用这种性质,电致变色薄膜器件可以广泛应用于建筑、汽车、航天等领域,在节能、热控等方面发挥作用。本文针对电致变色薄膜器件在空间飞行器上的应用方向,综述了电致变色薄膜器件的研究现状,分析了该器件在空间飞行器主动热控以及空间太阳帆姿态控制等方面的应用前景。

SiO_2热控涂层的制备

用离子束溅射工艺在石英、LY12和卫星蒙皮材料上制备了不同厚度和发射率的SiO2薄膜,研究了厚度对薄膜光学、热学性能的影响规律。用直流磁控溅射工艺制备了氧化铟锡(ITO)薄膜,研究了厚度对薄膜光学、电学性能的影响规律。利用前两部分研究成果在LY12和卫星蒙皮材料上制备成功了发射率可达0.45、光谱反射率大于0.7、同时电性能满足空间抗静电要求的复合热控薄膜。

掺杂不同比例Sr的La_(1-x)Sr_xMnO_3微结构研究

La1-xSrxMnO3材料具有热致相变特性,成为具有潜在应用前景的空间小卫星热控功能材料。La1-xSrxMnO3是一种结构非常敏感性材料,掺杂比例对其结构和性能影响很大。本项研究中采用传统的固相反应方法,通过控制烧结温度、退火时间、成分配比等关键工艺参数,制备出不同掺杂比例的La1-xSrxMnO3陶瓷片。利用X射线衍射分析了薄膜的成分、相结构、结晶情况。实验研究表明,La1-xSrxMnO3材料是结构敏感化合物,随着不同比例Sr掺杂,La1-xSrxMnO3材料的微结构将发生很大的变化。

光谱拟合法确定一种钙钛矿结构薄膜材料的复数光学常数

为了获得一种钙钛矿结构镧锶锰氧La0.8Sr0.2MnO3薄膜材料的复数光学常数,利用光学薄膜原理和数学优化方法,并基于钙钛矿结构材料的色散模型,对磁控溅射技术制备的不同厚度的镧锶锰氧薄膜在波数400~1250 cm-1范围内的反射光谱进行了全谱拟合,并由拟合参数确定了薄膜的复数光学常数。拟合结果显示,测试光谱和拟合光谱较为一致,说明钙钛矿结构材料的色散模型适用于描述La.08Sr0.2MnO3薄膜的光学特性,利用该色散模型并通过光谱拟合法获得La.08Sr0.2MnO3薄膜的复数光学常数是获得此材料光学特性的一种有效的方法。

电致变色热控器件ITO膜层的制备与研究

针对电致变色热控器件的透明导电层开展了ITO薄膜的制备工艺研究,对薄膜制备过程中的几个主要影响因素(溅射压力、氩/氧比例、退火温度等)进行了分析,并测试了薄膜性能,制备的ITO薄膜电阻在100～120Ω/cm左右,在太阳光谱范围的吸收率小于5%,可以满足电致变色器件对透明导电层的要求。

镀膜角反射器空间辐照环境效应研究

角反射器作为激光测距的合作目标,早已得到广泛地研究和应用,但对镀反射膜角反射器的相关研究,文献显示却比较少。通过对镀制了金属反射膜的角反射器进行空间环境模拟试验,结合激光反射率测试,研究了空间辐照环境对镀膜角反射器光学性能的影响。在经过电子、质子辐照以及紫外辐照试验后,镀膜角反射器表现出良好的空间辐照环境稳定性。

锐钛矿型二氧化钛薄膜制备及其光催化性能研究

在室温下采用直流磁控反应溅射法制备纳米TiO2薄膜,用XRD、XPS等手段对未退火及不同退火温度处理的薄膜进行了研究,以紫外灯为光源对亚甲基兰进行了光催化降解试验。结果表明:室温制备未退火的薄膜为非晶结构,400～500℃退火的薄膜为锐钛矿相结构。制备的锐钛矿型TiO2薄膜具有一定的光催化性能,在500℃退火2h且厚度较大的薄膜光催化性能较好。