【摘 要】
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碳纤维增强树脂复合材料(CFRP),近年来在航天器结构、天线组件等方面得到了广泛的应用。然而在近地球轨道中,原子氧易对其腐蚀;空间环境的热真空、冷热循环作用,易造成航天器天线
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碳纤维增强树脂复合材料(CFRP),近年来在航天器结构、天线组件等方面得到了广泛的应用。然而在近地球轨道中,原子氧易对其腐蚀;空间环境的热真空、冷热循环作用,易造成航天器天线材料裂纹、失效等,严重影响航天器的寿命。碳纤维本身具有导电性,由于树脂基体的存在,使碳纤维复合材料的导电性能大为下降而成为不良导体。所以用碳纤维复合材料制成的天线,尤其对于高精度的毫米波天线来说,表面金属化技术显得尤为重要。因此,为减轻空间环境对碳纤维增强复合材料的腐蚀效应,又提高其导电性,我们对碳纤维增强复合材料进行了表面金属化改性。本文采用电弧离子镀技术,在碳纤维增强树脂复合材料上制备了Al、Cu、Ti薄膜。采用XRD、SEM、FT-IR、电子万能试验机、数字式四探针电阻测试仪,对薄膜进行了结构、形貌、断面膜厚、力学性能、电学性能的分析与评价,并进行了空间环境试验,包括原子氧试验、热真空试验、冷热交变循环试验,结果表明:Al膜、Ti膜抗原子氧性能,耐热真空环境性能,耐冷热交变性能较好,可作为防护涂层;其中Al膜的导电性优于Ti膜。对于导电性要求高的空间航天器组件,尤其是高精度卫星天线,建议采用Al膜;Cu膜的各项性能相对较差,出现微裂纹,不宜作为防护涂层。Al膜既可作为空间环境防护薄膜,又能满足导电性要求,是较好的防护与功能材料。
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