熱縮套管絕緣性能輻照退化情況分析和改良方法，熱縮套管絕緣性能輻照效應(yīng)研究

本文介紹熱縮套管的體電阻率和擊穿電場(chǎng)強(qiáng)度在空間帶電粒子輻照環(huán)境中的退化情況。分別利用γ 射線和低能電子模擬低地球軌道帶電粒子輻照環(huán)境，研究熱縮套管輻照前后性能變化情況。試驗(yàn)結(jié)果表明，熱縮套管的擊穿電場(chǎng)強(qiáng)度在輻照后變化不明顯，而體電阻率有不同程度的變化，電子輻照后熱縮套管的體電阻率退化比γ 射線輻照后的更為嚴(yán)重。

關(guān)鍵詞：電子輻照；γ 射線；熱縮套管；輻照效應(yīng)

航天器外部材料由于受到空間帶電粒子輻照環(huán)境的作用，其性能會(huì)發(fā)生變化。帶電粒子輻照使得航天器熱控涂層的太陽(yáng)吸收比退化，造成聚合物材料的分子鍵斷裂，使太陽(yáng)能電池的輸出功率下降，對(duì)光學(xué)器件的性能產(chǎn)生影響。研究空間帶電粒子輻照效應(yīng)對(duì)研制我國(guó)長(zhǎng)壽命、高可靠航天器具有重要意義。

航天器上常用熱縮套管進(jìn)行絕緣。例如在航天器的磁力矩器中使用熱縮套管來(lái)保護(hù)電線電纜，起到絕緣、密封的作用。熱縮套管的擊穿電場(chǎng)強(qiáng)度和體積電阻率是反映其絕緣保護(hù)作用的重要性能指標(biāo)。航天器在軌飛行期間，由于受到空間帶電粒子的輻照作用，熱縮套管的擊穿電場(chǎng)強(qiáng)度和體積電阻率會(huì)發(fā)生變化，從而有可能導(dǎo)致電線、電纜間放電或?qū)ǎ绊懞教炱鞯恼９ぷ鳌?/span>

熱縮套管在空間帶電粒子輻照環(huán)境中，絕緣性能會(huì)發(fā)生退化。利用 γ 射線和低能電子進(jìn)行的地面模擬試驗(yàn)結(jié)果表明，熱縮套管的擊穿電場(chǎng)強(qiáng)度在輻照環(huán)境中變化不大，而體電阻率下降比較嚴(yán)重。對(duì)應(yīng)相同在軌飛行時(shí)間的等效模擬環(huán)境下，低能電子輻照要比 γ 射線輻照引起的效應(yīng)更為嚴(yán)重。采用 γ 射線模擬在 LEO 飛行 8 年后，高壓聚乙烯類熱縮套管的體電阻率降低到原來(lái)的 50%左右，而添加抗氧化劑聚烯烴黑色熱縮套管和聚乙烯黑色熱縮套管的體電阻率基本沒(méi)有降低。采用低能電子輻照模擬同樣在軌時(shí)間后，高壓聚乙烯類熱縮套管的體電阻系數(shù)降低到原來(lái)的 5%以下，聚乙烯黑色熱縮套管的體電阻率也下降到不足原來(lái)的 10%，而添加抗氧化劑聚烯烴黑色熱縮套管的體電阻率退化最小，約退化了 70%。

隨著我國(guó)空間技術(shù)的發(fā)展，越來(lái)越多的材料、組件將被用在航天器的表面。對(duì)于這些材料、組件，過(guò)去一般只采用 γ 射線電離總劑量輻照試驗(yàn)的方法來(lái)研究輻照效應(yīng)，然而在新的應(yīng)用要求面前，必須重視低能帶電粒子的輻照效應(yīng)模擬試驗(yàn)， 開(kāi)展這方面的研究工作，從而保障航天器的高可靠運(yùn)行。


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