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从七十年代初近地轨道空间站投入使用以来,近地轨道(LEO)环境对飞行器的性能和寿命的负面影响一直倍受重视.其中空间飞行器材料表面的原子氧效应已成为要解决问题的焦点.该文在地面模拟原子氧环境装置中,研究了原子氧对空间材料腐蚀行为、有机和无机涂层的防护作用,并使用扫描电镜(SEM)、光电子能谱(XPS)、X-射线衍射(XRD)、Fourier变换红外光谱(FTIR)对腐蚀产物进行了定性分析,探讨了腐蚀与防护过程的机理.研究结果表明:原子氧侵蚀是空间站表面材料退化的首要因素,它与材料表面成分发生反应,使其氧化,形成氧化物.此外,原子氧对材料高速碰撞,使化学反应加剧,氧化加快.进而导致材料放气加快、质量损失率增加,机械强度下降,光学和电学性能改变等.采用防护涂层可以有效地保护基材免受或少受原子氧的腐蚀.试验发现,有机硅涂层对AO具有较好的防护能力,这主要由于AO侵蚀后有机硅形成的氧化硅膜层.此氧化膜起"屏蔽"作用,阻止AO对基材的侵蚀.研制的氧化物-有机硅涂层有效地改善了有机硅的机械性能,提高耐热循环、耐高温能力,尤其具备热控性能.经过原子氧侵蚀后,涂层的表面形态、质损都变化较小.研究表明:ZnO-Siloxane、Al<,2>O<,3>-Siloxane、TiO<,2>-Siloxane和SiO<,2>-Siloxane涂层均有较好的抗原子氧辐照性能,能有效地保护材料免受原子氧侵蚀.其中TiO<,2>-Siloxane涂层的α<,s>=0.1654,△α<,s>=0热控效果最好,光学性能最稳定.研制的氧化物-硅酸钾无机—有机复合涂层具有较好的导电性能,更进一步提高了涂层耐高温、耐热循环能力.TiO<,2>-硅酸钾,SiO<,2>-硅酸钾,ZnO-硅酸钾复合涂层有非常优异的抗原子氧辐照性.经分析测试,氧化物-硅酸钾无机—有机复合涂层在原子氧环境下性能最稳定,物质结构不发生变化,尤其是ZnO-硅酸钾复合涂层的热控性和空间光学性最稳定.该研究建立了空间材料的防护体系,对原子氧侵蚀起到了保护作用,为进一步的研究探讨提供了可靠的实验数据和结论.