kapton薄膜电子辐照损伤效应论文

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1、国内图书分类号：V255国际图书分类号：678工学硕士学位论文KAPTON薄膜电子辐照损伤效应硕士研究生：许保祥导师：何世禹教授副导师：李春东副教授申请学位：工学硕士学科、专业：材料学所在单位：材料科学与工程学院答辩日期：2007年7月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex：V255U.D.C：678DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringDAMAGEEFFECTSOFELECTRONIRRADIATIONONKAPTONFILMCandidate

2、：XuBaoxiangSupervisor：Prof.HeShiyuAssociateSupervisor:AssociateProf.LiChundongAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：MaterialScienceAffiliation：SchoolofMaterialScienceandEngineeringDateofDefence：July,2007DegreeConferringInstitution：HarbinInsti

3、tuteofTechnology哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要聚合物Kapton薄膜作为一类重要的热控涂层材料，在航天器上具有广泛的应用。空间环境作用下Kapton薄膜性能好坏与否，直接影响航天器的可靠性与寿命。深入研究Kapton薄膜在空间电子辐照环境下损伤效应，具有重要的工程背景与理论研究价值。本文研究了能量为70、90、110和150keV，1515151616-2辐照剂量分别是1×10PP、2×10PP、5×10PP、1×10PP和2×10PPcmPP的电子辐照对Kapton薄膜的辐照损伤效应。采用К

4、ИФК空间综合辐照环境效应模拟器对Kapton薄膜进行电子辐照，研究辐照前后材料性能的演化规律。采用紫外可见光谱法、XPS、AFM及FTIR等分析方法对辐照前、后Kapton薄膜的性能及化学结构变化进行了研究。研究发现，电子辐照后Kapton薄膜的光谱透过系数变化主要发生在500~1200nm的波长区间。随着电子辐照剂量的增加，Kapton薄膜的光谱透过系数在420~540nm的波长区间出现明显的吸收峰，并且随着辐照剂量增大峰高增加。不同能量电子辐照后，在相同辐照剂量条件下，该吸收峰随着辐照能量增大峰高增强。这可

5、能是由于电子辐照导致Kapton薄膜中的键断裂或者重组，而形成自由基或者正负离子等活性基团。并且随着辐照能量和辐照剂量的增大，这些活性基团的种类和数量增加，从而造成Kapton薄膜光学透过率降低。微观机理分析表明，随着辐照能量或剂量的增大，Kapton薄膜表面碳富集的趋势加剧。碳富集导致Kapton薄膜表面硬度增加、脆性增大，并使其光学透过率降低。XPS分析表明，低能电子辐照主要导致Kapton薄膜分子结构中C-N和C-O键的断裂，以及C＝O键的断裂和重组，并且有部分键断裂后交联。随着辐照剂量及辐照能量的增加，材

6、料中的C-N、C＝O键含量减少。尽管电子辐照可以使C-N键和C-O键断裂，以及C＝O键断裂和重组，但是并不能完全使上述三种键消失。AFM分析表明，随着辐照剂量增大Kapton薄膜表面粗糙度增大。XRD分析发现，电子辐照后Kapton薄膜的结晶度降低。关键词Kapton薄膜；电子辐照；光学性能；损伤效应-I-哈尔滨工业大学工学硕士学位论文AbstractKaptonfilmisaveryimportantpolymerwhichwidelyapplicationonspacecraftasthermalcontro

7、lcoating.Inspaceenvironment,theperformanceofKaptonfilmwilldirectlyaffectsthereliabilityandlifeofthespacecraft.ResearchondamageeffectsofelectronirradiationonKaptonfilminthespaceenvironmenthasimportantengineeringbackgroundandtheoreticalresearchvalue.Thispaperst

8、udieddamageeffectsofelectronirradiationonKaptonfilm,electronenergywas70、90、110and150keV,Radiationdosewas1515151616-21×10PP、2×10PP、5×10PP、1×10PPand2×10PPcmPP.КИФКSpaceComprehensiveEnvironm