纳米材料在空间环境模拟的性能研究博士论文

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1、兰州大学博士学位论文纳米材料在空间环境模拟的性能研究姓名：郭云申请学位级别：博士专业：物理化学指导教师：力虎林20050501郭云博士学位论文摘要摘要随着社会的发展和技术的进步，我国各类航天器在国防建设及国民经济发展中发挥着越来越重要的作用。出于包括空间天然环境及人为环境的空间环境对航天器来说是。一个复杂的，甚至是苛刻的环境，其作用将直接影响到航天器的在轨生存能力。而纳米材料所体现出的与宏观材料所不同的优越特性，也使得其在航天中的应用越来越收到重视。例如TiO：染料敏化电池、导电聚合物等。这些额型材料应用于航天领域时所遇到的第一个问题就是空间环境对这些材料的影响，研究这些材料在空间环境

2、地面模拟中的性能、组织的变化，提出抗空间辐照的对策，对尽早使这些先进技术应用在航天领域起到推动作用。本论文论述了几种纳米材料在空间环境作用下的组织性能变化和作用机理，主要内容如下：(1)采用溶胶凝胶法制备纳米TiO。薄膜，对影响TJ0：薄膜性能的烧结机制、相组成、OP乳化剂掺入量等进行了系统的研究。以4．甲基毗啶为原料合成cis—RuL2(SCN)2+2HaO(L24，4一二羧基．2，2．联吡啶)。研究了It02薄膜的敏化工艺。实验结果表明，染料敏化后Ti02薄膜可以吸收360．630nto范围的可见光，从而改善了Ti02薄膜的吸收特性。(2)利用模拟空间(紫外、质子、电子和原子氧)辐

3、照环境，研究染料敏化电池的核心部分一染料敏化Ti02薄膜的辐照特性。通过研究空间环境辐照对敏化薄膜的Ti02结构、表面形貌、质量损失和吸光度的影响，探讨了敏化TiQ薄膜损伤机理和提高其抗辐射性能对策。(3)介绍了非完全共轭导电极化薄膜的合成。利用溶解性聚乙烯醇作为底物，通过一定的化学反应和物理过程制备高分子导电薄膜，最后总结给出了制备步骤。(4)研究了非完全共轭导电极化薄膜在空间环境影响即原子氧和高能粒子辐照作用下，性能改变的规律。通过对样品试验研制的过程，样品在不同试验条件环境下的分析，研究探讨极化薄膜的老化机理，并探讨了提高其抗辐照性能的对策。(5)采用原子力显微镜系统(AFM)，

4、通过在AF陋针尖修饰官能团，研究有机导电薄膜在模拟空间环境下的行为，通过力曲线，从微观角度研究模拟空间环境对聚合物组织结构、性能的影响。(6)采用交流电化学沉积法，在小孔径的阳极氧化铝模板里，成功制备了Feo3Coo7纳米线有序阵列。研究了直径、热处理对这种纳米阵列的磁学特性的影响，发现随纳米线直径的增加，垂直磁各向异性线性下降，样品在不同的温度热处理后，矫顽力普遍得到很大的】II郭云博士掌位论文摘要提高，由未热处理前的20500e提高到热处理后的25000e以一h，样品在500。c热处理后获得最大的矫顽力为30000e，而剩磁比在热处理后仍然保证很高的数值(超过0．9)；这种制各简单

5、价格便宜的纳米磁记录阵列，有望发展成为新型的超高密度量子磁盘。关键词：空间环境；稳定性；辐照：Ti02；染科敏化；导电聚合物；原子力显微镜(AFM)；力断线郭云博士学位论文摘要AbslractSpaceenvironmentISacomplicatedinfectionforspacecraft．Thespacecraft’slifeinorbitisdependedonit．NanomaterialhasagreatforegroundinspacelikeDye—sensitizedTi02ThinFilmsandconductivefilm．Thekeyproblemhowtou

6、sethenanomaterialtospacecraftisthespaceenvironmenteffect．Inthisdissertation，theeffectsofspaceradiationonthestructure，performancewerestudied，andthedamagemechanismandthestrategyofimprovingtheanti-radiationpropertywerediscussed．Themainresultsareasfollows：1．Thenano—crystallineTi02thin—filmwasprepare

7、dbysol—gelmethod，andtheeffectofsinteringmechanism，phasecomposition，andaddingcontentofOPemulsifieronthepropertiesofthefilmwasstudied，Thesensitizercis-RuL2(SCNh·2H20(L=4，4'-dicarboxylic一2，2'-bipyridine)wassynthesizedfrom4-meth