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航天器在低地球轨道（LEO）运行将受到极端环境中高真空、电磁辐射、空间碎片撞击和原子氧（Atomic Oxygen,AO）的轰击与氧化。尤其是AO的存在，使得航天器表面聚合物材料受到严重的侵蚀，导致性能退化甚至失效。为此，本文从AO防护涂层的制备以及缓解涂层与聚合物基体界面粘附性的角度出发，采用St?ber微球与二氧化硅（SiO2）溶胶相结合、多面体低聚倍半硅氧烷（POSS）原位生长以及磁控溅射POSS过渡层等新的涂层设计理念，通过涂层结构的构筑及界面粘附机理的研究，最大程度降低诱发涂层失效的各种可能性，探索可用于工程化的聚合物表面AO防护技术。主要研究内容如下：
（1）St?ber微球与sol-gel法相结合制备高含量SiO2涂层：将St?ber法制备的SiO2纳米微球分散在含硅溶胶体系中，分别在改性后的聚碳酸酯（PC）和聚酰亚胺（PI,Kapton）基材表面制备高SiO2含量涂层。结果表明：经过累积通量3.09×1020atoms/cm2原子氧辐照后，含有涂层的PC样品，AO侵蚀率由3.74×10-24cm3/atom下降为0.56×10-24cm3/atom；含有涂层的Kapton样品，AO侵蚀率由3.17×10-24cm3/atom下降为0.22×10-24cm3/atom，侵蚀率只相当于原始Kapton的6.9%。该方法简单实用，高SiO2含量的涂层有助于提高聚合物抗原子氧侵蚀能力。
（2）在Kapton表面原位生长构筑SiO2/POSS防护涂层：将改性后的Kapton基材放置于POSS起始反应液中原位生长POSS过渡层，再通过sol-gel法在POSS层上制备SiO2涂层。经过累积通量3.30×1020atom/cm2原子氧辐照后，含有胺-POSS过渡层的Kapton样品，AO侵蚀率由3.61×10-24?cm3/atom下降为0.13×10-24cm3/atom。将POSS过渡层构筑于SiO2涂层与Kapton基材之间，强化了涂层与基体的界面粘附性，AO辐照后涂层无开裂、脱落等现象的发生。
（3）磁控溅射法在Kapton表面制备SiO2/POSS防护涂层：为解决POSS/PI复合材料中小分子残留物质，在高真空空间环境中对航天器造成的危害，采用磁控溅射方法，自制POSS靶材在Kapton表面沉积SiO2/POSS涂层。该复合涂层具有优异的AO防护性能，AO侵蚀率仅为原始Kapton的1.58%。此外，涂层保持了样品的光学性能不受影响，对空间热控涂层、太阳能电池阵基板等方面的应用具有一定的研究意义。
（1）St?ber微球与sol-gel法相结合制备高含量SiO2涂层：将St?ber法制备的SiO2纳米微球分散在含硅溶胶体系中，分别在改性后的聚碳酸酯（PC）和聚酰亚胺（PI,Kapton）基材表面制备高SiO2含量涂层。结果表明：经过累积通量3.09×1020atoms/cm2原子氧辐照后，含有涂层的PC样品，AO侵蚀率由3.74×10-24cm3/atom下降为0.56×10-24cm3/atom；含有涂层的Kapton样品，AO侵蚀率由3.17×10-24cm3/atom下降为0.22×10-24cm3/atom，侵蚀率只相当于原始Kapton的6.9%。该方法简单实用，高SiO2含量的涂层有助于提高聚合物抗原子氧侵蚀能力。
（2）在Kapton表面原位生长构筑SiO2/POSS防护涂层：将改性后的Kapton基材放置于POSS起始反应液中原位生长POSS过渡层，再通过sol-gel法在POSS层上制备SiO2涂层。经过累积通量3.30×1020atom/cm2原子氧辐照后，含有胺-POSS过渡层的Kapton样品，AO侵蚀率由3.61×10-24?cm3/atom下降为0.13×10-24cm3/atom。将POSS过渡层构筑于SiO2涂层与Kapton基材之间，强化了涂层与基体的界面粘附性，AO辐照后涂层无开裂、脱落等现象的发生。
（3）磁控溅射法在Kapton表面制备SiO2/POSS防护涂层：为解决POSS/PI复合材料中小分子残留物质，在高真空空间环境中对航天器造成的危害，采用磁控溅射方法，自制POSS靶材在Kapton表面沉积SiO2/POSS涂层。该复合涂层具有优异的AO防护性能，AO侵蚀率仅为原始Kapton的1.58%。此外，涂层保持了样品的光学性能不受影响，对空间热控涂层、太阳能电池阵基板等方面的应用具有一定的研究意义。