题目：典型模拟太空服役环境复合材料性能演变规律实验研究

  以连续纤维为增强体的树脂基复合材料，以其高比强度、高比模量等优良特性在航天器上得到广泛应用。当卫星、空间站等航天器运行于低地球轨道(Low Earth Orbit, LEO, 200-700 km)时，难以避免地遭受到强氧化性原子氧的侵蚀，导致所有的碳氢基材料形成挥发性产物，使材料性能加速衰减，进而危及航天器的长期运行。本文通过地面模拟原子氧试验，研究了纤维增强树脂基复合材料在原子氧环境中的性能演变规律，进而采用含环氧基团的笼型倍半硅氧烷(GPOSS)改善树脂基体的耐原子氧性能，同时考察了碳纳米管(Carbon nanotube, CNT)膜及其树脂复合膜在原子氧环境中的性能变化，为评价该材料在宇航空间环境的适用性提供实验依据。

  本文首先采用热压罐工艺制备碳纤维、玻璃纤维增强的复合材料单向层板，进行地面模拟原子氧试验，通过质量损失、扫描电镜等手段分析原子氧对复合材料的侵蚀，发现环氧树脂基体是被侵蚀的主体，纤维受侵蚀较小。进而采用GPOSS改性环氧树脂基体，增强了树脂的热稳定性和耐原子氧性能，其原因是GPOSS在原子氧环境中生成了二氧化硅沉积在树脂表面，保护底部树脂免受侵蚀。

  然后，针对气相沉积法制备的CNT膜及采用环氧树脂浸泡热压法制备的CNT树脂复合膜，采用扫描电镜、X射线光电子能谱、拉曼光谱、力学测试、电导率测试等手段，考察了原子氧作用前后CNT膜及其树脂复合膜的结构、性能变化，发现CNT膜及其复合膜耐原子氧性能比树脂高1个数量级，且复合膜耐原子氧性能优于CNT膜。

  最后采用GPOSS改性环氧树脂与CNT膜制备CNT/GPOSS树脂复合膜，考察其耐原子氧的性能，研究工作为宇航空间环境用新型纳米复合材料的研制奠定实验基础。