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研究

本文介紹熱縮套管的體電阻率和擊穿電場強度在空間帶電粒子輻照環境中的退化情況。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境，研究熱縮套管輻照前后性能變化情況。試驗結果表明，熱縮套管的擊穿電場強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重。

關鍵詞：電子輻照；γ 射線；熱縮套管；輻照效應

航天器外部材料由于受到空間帶電粒子輻照環境的作用，其性能會發生變化。帶電粒子輻照使得航天器熱控涂層的太陽吸收比退化，造成聚合物材料的分子鍵斷裂，使太陽能電池的輸出功率下降，對光學器件的性能產生影響。研究空間帶電粒子輻照效應對研制我國長壽命、高可靠航天器具有重要意義。

航天器上常用熱縮套管進行絕緣。例如在航天器的磁力矩器中使用熱縮套管來保護電線電纜，起到絕緣、密封的作用。熱縮套管的擊穿電場強度和體積電阻率是反映其絕緣保護作用的重要性能指標。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強度和體積電阻率會發生變化，從而有可能導致電線、電纜間放電或導通，影響航天器的正常工作。

熱縮套管在空間帶電粒子輻照環境中，絕緣性能會發生退化。利用 γ 射線和低能電子進行的地面模擬試驗結果表明，熱縮套管的擊穿電場強度在輻照環境中變化不大，而體電阻率下降比較嚴重。對應相同在軌飛行時間的等效模擬環境下，低能電子輻照要比 γ 射線輻照引起的效應更為嚴重。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有降低。采用低能電子輻照模擬同樣在軌時間后，高壓聚乙烯類熱縮套管的體電阻系數降低到原來的 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%。

隨著我國空間技術的發展，越來越多的材料、組件將被用在航天器的表面。對于這些材料、組件，過去一般只采用 γ 射線電離總劑量輻照試驗的方法來研究輻照效應，然而在新的應用要求面前，必須重視低能帶電粒子的輻照效應模擬試驗， 開展這方面的研究工作，從而保障航天器的高可靠運行。


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