获奖项目名称：

空间环境原子氧模拟装备及防护技术和应用

第一完成单位：

江西科技师范大学

项目联系人：

多树旺

联系人电话：

13517099545

联系人邮箱：

swduo@126.com

项目简介：

  我国已明确提出了建设航天强国的战略目标，以实现我国航天科技高水平自立自强，为此低地轨道（LEO）空间长寿命高可靠航天器的发展面临重大机遇与挑战。但目前LEO复杂苛刻环境下航天器外露器件的腐蚀防护问题是制约其发展的关键因素，亟待解决。原子氧（AO）侵蚀是影响航天器材料降变失效的主要因素，同时还会与其它环境因素（VUV、冷热循环等）产生协同效应，加强AO的侵蚀。因此，为保证航天器安全可靠飞行必须对材料在LEO综合环境下的使役行为进行系统研究。本项目在国家973 计划子课题、国家自然基金项目等科研项目资助下，开展空间环境AO/VUV协同效应侵蚀机理及原子氧防护涂层设计与研发的研究工作，主要研究内容如下：
  （1）建立了具有自主知识产权的LEO综合环境地面模拟测试和表征装备，能够模拟AO、VUV、热循环三种空间环境因素，解决了现有测试手段无法在真空环境下精确测量质量这一难题，弥补国内在研究LEO空间综合环境材料性能测试方面的不足，为原子氧防护材料设计、制备优化和可靠应用提供高精度、低成本、短周期的测试手段。
  （2）利用石英晶体微天平（QCM）进行原位监测，研究其质量变化与AO通量之间的动力学关系，建立了质量损失模型；明晰了AO、VUV协同作用加速材料腐蚀机理；阐明AO、VUV环境中防护涂层惰性膜的形成和失效机制，为抗空间环境损伤的新材料、涂层设计奠定理论基础。
  （3）成功设计并制备了多种LEO空间环境用防护涂层。率先采用溶胶-凝胶法研发了一种新型抗LEO空间环境损伤的有机/无机杂化材料（涂层）体系，其制备工艺简单，抗原子氧性能优异，材料成功在中国空间技术研究院CAST2000卫星平台搭载，实现了工程化应用。发展了一种新型的抗LEO综合空间环境效应具有自愈功能的聚硅氮烷基涂层材料体系。建立了涂层材料微观结构与抗空间环境损伤性能之间的关系模型，为新型抗空间环境损伤的涂层研制提供理论指导。
  研究成果被同行广泛认同，在本领域起到引领性作用。在SCI期刊发表论文18篇，授权国家发明专利6项。本项目研究成果已在中科院长春应化所、深圳市易珑科技有限公司等多家单位进行了转化应用。成果具有良好的社会、经济效益。