PI气凝胶与CF/PTA复合材料电子及真空紫外辐照效应

来源 :哈尔滨工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:bsqtld0
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本文利用高低能电子辐照和真空紫外辐照模拟设备,在对PI气凝胶(Polyimideaerogel)和CF/PTA复合材料(Carbonfiberreinforcedpolytriazolecomposite)进行辐照试验的基础上,通过分析辐照对材料热稳定性、热导率、热扩散系数和弯曲强度的影响,并结合SEM、ATR-FTIR和XPS等现代材料分析技术,研究了PI气凝胶和CF/PTA复合材料的电子与真空紫外辐照效应及损伤机理。同时,采用离位或原位测试技术,考察了电子及真空紫外辐照对PI气凝胶和CF/PTA复合材料真空析气特性的影响。  研究表明:170keV和1MeV电子辐照使PI气凝胶产生电离损伤,导致材料降解,C-O键含量降低。170keV电子辐照除了使材料发生电离损伤外,还会使材料发生充放电效应,放电损伤使得材料形貌发生破坏,比表面积减小。真空紫外辐照导致PI气凝胶表面活化,O元素含量升高,C=O、C-O键相对含量增加。电子辐照及真空紫外辐照对PI气凝胶热稳定性、热导率和热扩散系数的影响有限。  170keV和1MeV电子辐照及真空紫外辐照使CF/PTA复合材料发生电离损伤,导致聚三唑基体(PTA)降解,C-N键含量降低。随着电子辐照能量的增加,PTA基体降解程度增大,复合材料热稳定性和弯曲强度下降程度增大。其中,1MeV高能电子辐照会使CF/PTA复合材料的热稳定性和弯曲强度显著降低,而170keV电子和真空紫外对CF/PTA复合材料的热稳定性和弯曲强度影响不显著。  PI气凝胶和CF/PTA复合材料因真空析气导致质量损失,随时间变化关系均符合指数型准一级动力学方程。170keV、1MeV电子辐照使PI气凝胶发生降解,导致可凝挥发物(CVCM)质量增加,而真空紫外辐照引起表面活化,使PI气凝胶与所吸附的气体发生反应,导致可凝挥发物有所降低。电子及真空辐照均使CF/PTA复合材料总质量损失(TMLex)增加,其中,经1MeV电子辐照后,材料可凝挥发物质量显著增加。原位动态测试结果表明,真空紫外辐照将引起PI气凝胶表面活化,导致气体环境中的H2O含量显著降低,并且真空紫外将导致CF/PTA复合材料发生降解,析出CH3+、C3H3+和C3H5+等离子。
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