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本文利用空间环境效应地面模拟设备,采用分光光度计、扫描电子显微镜(SEM)、傅立叶红外光谱(FT-IR)、质谱(MS)、X-射线光电子能谱(XPS)等现代分析方法研究了硅橡胶在空间质子、电子及真空紫外辐照条件下的光学性能变化规律及损伤机理。质子辐照研究表明,能量、束流密度、注量三个因素中任何两个不变,第三个参数增大,硅橡胶的光学透过率下降。增加辐照注量对硅橡胶的影响最大。当辐照质子能量为170keV、辐照注量为1E15cm-2时,玻璃盖片/硅橡胶试样的光学透过率在测量波段内的下降大于10.5%。红外光谱及其XPS研究表明,主链上的侧基Si-CHx首先发生断裂,注量为1E15cm-2时,主链的降解已经很严重,生成了新的Si-OH和Si-H基团,同时观察到表面龟裂现象,使得透过率发生明显下降。断口SEM观察还发现,低能质子辐照的损伤主要在材料的表面和亚表面,严重损伤区在质子的射程范围内。电子辐照对硅橡胶的损伤效应明显低于质子辐照。硅橡胶在电子辐照下的光学透过率的下降主要在紫外区,接近于硅橡胶的光学带隙。电子辐照注量增加,光学性能退化增加。硅橡胶的光学透过率下降的最大值发生在360nm附近,可高达20%。红外光谱及XPS研究表明,电子辐照没有引起硅橡胶基团结构和电子状态的变化,但是Si-CHx基团红外吸收强度大大下降,表明低注量时主要发生了硅橡胶主链侧基断裂和降解。当辐照注量较大时,Si-O-Si主链也会发生断裂和降解。SEM表面形貌观察表明,辐照过程中表面有气泡形成,是降解小分子导致的。截面断口观察到橡胶脆化和橡胶/玻璃盖片界面弱化现象。真空紫外辐照表明,真空紫外辐照主要是损伤硅橡胶的表面,使其发生裂解。当注量达到1860ESH,透过率有所下降但不明显。对质子和电子辐照下硅橡胶的结构和性能变化的深入研究表明,带电粒子辐照损伤主要会导致硅橡胶主链上的侧基及其Si-O-Si链的断裂,引起降解。论文中深入分析了不同粒子辐照的损伤效应。