碳纤维复合材料抗原子氧层胶接工艺研究

郝玉 余虎 张跃峰 徐云研 李晓晓

摘要：铝箔、碳纤维的热膨胀系数相差悬殊，在碳纤维上粘贴铝箔进行热真空试验后，铝箔会出现气泡、鼓包现象。文章进行了大量的试验研究，在工艺特点分析和工艺试验的基础上，采用合理的工艺方法来制备抗原子氧层，确定了碳纤维复合材料表面粘贴铝箔的最优工艺方法，解决了热真空试验后，铝箔出现鼓包脱粘的工艺难点，满足了航天器工作状态的使用要求。

关键词：铝箔;热膨胀系数;碳纤维复合材料;热真空实验

中图分类号：TQ342⁺.742 文献标识码：A 文章编号：1001-5922（2021）01-0061-04

0引言

热真空实验，是将航天器产品在真空和所需的温度循环条件下进行的实验，是验证航天器产品功能、检验航天器制造工艺，验证航天器在规定的压力和温度条件下是否满足设计要求的指标。在热真空实验中，原子氧作为200～700km低地球轨道残余大气的主要成分，具有极强的化学活性，当原子氧撞击在航天器表面时，会对航天器表面材料造成严重的氧化剥蚀作用，使航天器材料或器件性能下降或失效，是低轨道航天器表面材料或器件性能衰退的主要因素之一。

碳纤维复合材料作为一种新型的高温结构材料，低比重、比强、高比模量、低的热膨胀系数，抗热冲击和抗烧蚀和一系列优异的性能，更重要的是碳纤维复合材料在高温条件下不会失效，在新一代航天器飞行器热防护系统具有难以比拟的优。

然而，碳纤维复合材料作为航天器的防热构件，随着航天器进入外太空，直接暴露在严酷的太空中，它受到原子氧、热循环、紫外线辐射、带电粒子辐射等空间环境的作用，其结构性能的演化将直接影响其使用安全性。……