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低能质子和电子是空间带电粒子辐射环境的重要组成部分，会对航天用微电子器件产生严重的辐射损伤。聚乙烯具有优良的空间辐射防护效果，但力学性能及热稳定性尚显不足。针对航天器用微电子器件辐射防护的需要，系统研究低密度聚乙烯/多壁碳纳米管(LDPE/MWCNTs)复合材料在低能质子和电子辐照下力学性能与热学性能的变化特点及机理，具有重要的学术价值与工程实际意义。本文通过拉伸试验、差示扫描量热分析及热失重测试等方法，对低能质子和电子辐照前后LDPE/MWCNTs复合材料的力学和热学性能特点进行了表征，并重点基于同步辐射X射线小角散射(SAXS)和广角衍射(WAXD)方法对拉伸变形与变温过程中微观结构的演化规律进行实时测试分析，揭示了LDPE/MWCNTs复合材料的拉伸变形行为、融化和结晶行为及辐照效应和机理，并通过试验对LDPE/MWCNTs复合材料的质子和电子辐射防护效果进行了初步评价。试验表明，低密度聚乙烯(LDPE)经低能质子和电子辐照后，其拉伸变形行为与辐照前有所不同。低能质子辐照时LDPE的拉伸变形行为仍呈现出三阶段变形特征，而低能电子辐照时LDPE的拉伸变形行为呈现两阶段变形特征。随辐照注量增加，拉伸强度提高，断裂延伸率下降。低能电子辐照可使LDPE新晶体形成受到一定程度抑制。低能质子和电子辐照导致LDPE非晶区分子链交联是LDPE拉伸变形行为变化的主导机制。在低能质子和电子辐照条件下，多壁碳纳米管(MWCNTs)既能够产生位移效应又可能呈现电离效应。前者导致MWCNTs产生收缩，后者表现为形成稳态非成对电子。LDPE/MWCNTs复合材料的拉伸变形行为与LDPE有明显不同。随着MWCNTs添加量由2%增至8%时，LDPE/MWCNTs复合材料的拉伸曲线均由LDPE的三阶段特征变为两阶段，应力值显著升高而断裂延伸率下降。通过SAXS及WAXD分析发现，MWCNTs可在LDPE/MWCNTs复合材料拉伸变形过程中，阻碍LDPE基体变形，制约原始片晶破碎、新晶形成及晶体转动，同时引入了取向强化和界面强化机制。经低能质子和电子辐照后，LDPE/2%MWCNTs复合材料的拉伸变形行为同未辐照前相比，主要表现为使应变强化速率显著提高，导致拉伸强度升高而断裂延伸率降低。随着辐照注量和应变量增加，均使MWCNTs组元与LDPE基体的界面层畸变度增大。在拉伸变形过程中，主要强化机制涉及辐照对LDPE基体产生交联导致的强化效应，以及辐照对MWCNTs强化效应的增强(主要是界面强化)。通过SAXS和WAXD分析表明，低能电子辐照可减缓LDPE融化过程中的非晶区膨胀、结晶过程中的结晶中间相形成及非晶区收缩。低能质子辐照对LDPE融化过程无影响，而对结晶过程中的结晶中间相形成和非晶区收缩可产生一定的抑制作用。MWCNTs组元能够在融化过程中，阻碍LDPE基体非晶区分子链运动，抑制初始融化并在开始融化后促进融化过程，在结晶过程中促进LDPE基体结晶中间相的形成，并抑制晶体长大。低能电子辐照可减缓LDPE/MWCNTs复合材料融化过程中的非晶区膨胀、片晶初始融化及融化过程，以及结晶过程中的结晶中间相形成、晶体长大及非晶区收缩。低能质子辐照对LDPE/MWCNTs复合材料的融化过程没有明显影响，可延缓结晶过程中结晶中间相的形成、晶体长大及非晶区收缩。通过TGA测试分析表明，低能电子及质子辐照均可使LDPE的热稳定性有所提高。 MWCNTs组元能够使LDPE/MWCNTs复合材料的起始降解温度得到明显提高。低能质子辐照可提高LDPE/MWCNTs复合材料的热稳定性，而低能电子辐照则使LDPE/MWCNTs复合材料的热稳定性降低，但仍远高于LDPE。通过试验表明，LDPE/MWCNTs复合材料对6.2MeV质子和1MeV电子辐照的防护效果均优于Al，且随MWCNTs添加量的增加可使防护效果进一步提高。