目的研究石墨烯薄膜在原子氧空間環境的適應性,為其在航天器上應用提供參考。方法采用刮涂法制備石墨烯薄膜,將石墨烯薄膜材料及石墨烯電阻傳感器置于微波源原子氧設備內開展原子氧試驗,原子氧劑量分別為3.0×10²⁰ atoms/cm²和7.5×1020 atoms/cm²,研究薄膜表面形貌、結構、成分及電阻性能的變化。結果采用刮涂法可制備氧含量較低的石墨烯薄膜,原子氧劑量為7.5×10²⁰ atoms/cm²情況下,石墨烯薄膜的厚度損失為5.3μm,原子氧反應率為7.14×10^-25 atoms/cm³。原子氧作用后,石墨烯薄膜中碳原子無序程度增大,C—O、—COOH官能團含量降低,C=O官能團含量增加。石墨烯電阻傳感器的R₀/R比值隨原子氧劑量增加線性降低,0.8μm厚度薄膜可探測最大原子氧劑量為5×1019 atoms/cm²,增加薄膜厚度有望提高傳感器的使用壽命。結論得到了石墨烯薄膜厚度損失、...

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圖7石墨烯電阻隨原子氧劑量變化曲線Fig.7Curveofgrapheneresistancechangingwithatomicoxygendose

號的變化不可忽視。假定溫度造成薄膜剝蝕率的升高與對應電阻值升高成正比，因此可利用式（6）對電阻數據進行修正，得到25℃條件下電阻變化曲線。12T11RRE(t25)RE(6)式中：R1、R2分別為修正前后的電阻值，；t1修正前溫度，℃；E為25℃條件下材料的原子氧剝蝕率，文中取8....

圖1石墨烯原子氧電阻傳感器Fig.1Grapheneatomicoxygenresistancesensor

石墨烯薄膜，通過試驗研究原子氧作用下石墨烯薄膜結構、性能及電阻與原子氧劑量的關系，為石墨烯原子氧電阻傳感器的開發提供基礎數據。1試驗1.1材料文中通過刮涂法制備石墨烯薄膜。首先制備氧化石墨烯（GrapheneOxide，GO）薄膜，然后通過氫碘酸（HI）化學還原方式得到石墨烯薄膜....

圖3石墨烯薄膜拉曼光譜Fig.3Ramanspectraofgraphenefilm

ationrateofgraphenefilmAOfluence/(atoms·cm2)Properties3.0×10207.5×1020Massloss/mg0.601.33Thicknessloss/μm2.45.3Erosionyield/(×1025cm3·atom1)....

圖4石墨烯薄膜XRD圖譜Fig.4XRDspectrumofgraphenefilm

·42·裝備環境工程2020年3月圖4石墨烯薄膜XRD圖譜Fig.4XRDspectrumofgraphenefilm表4石墨烯薄膜2θ角及片層厚度Tab.42θangleandslicethicknessofgraphenefilmAOfluence/(atoms·cm2)Pa....

本文編號：3994622