[发明专利]一种防月尘材料及其应用

说明书

本发明涉及提供了一种防月尘材料及其应用，防月尘材料包括基材和防尘涂层；所述防尘涂层是在所述基材表面形成的涂层；所述防尘涂层由以下方法形成的：将所述基材用防尘剂浸涂、干燥处理，得到中间体基材；然后，将所述中间体基材进行超热氢交联技术处理，在所述基材表面形成了防尘涂层；所述基材是表面粗糙度低于100nm的铝基材或不锈钢基材；所述防尘剂，按重量百分比计主要由以下原料制成：全氟硅烷1％～5％；硅烷偶联剂1％～2％；余量为无水乙醇。本发明防月尘材料通过在基材的表面形成一层含氟修饰涂层，含氟涂层降低了基材的表面能，减小了月尘和基材表面的范德华力，能有效阻止月尘在基材表面富集，可以保证探月装置元件的正常使用。

技术领域

本发明涉及材料领域，具体涉及一种防月尘材料及其应用。

背景技术

月球上覆盖了一层厚厚的月尘，是由流星装击月球表面形成的风化层，包含大量微米级和亚微米级的细小颗粒。这些细小的月尘颗粒有较高的比表面积和绝缘性，又在月球的高温、强辐射环境和各种接触、摩擦等的作用下，很容易带上电荷，表现很强的粘附力。如果这些月尘粘附或堆积在探月装置设备上，有可能损坏机械部件，堵塞传感器或降低光学仪器的精度，大幅度影响器件的光学性质，比如吸收率和发射率等，进而导致温度升高散热困难。其次月球尘埃棱角分明，会磨损宇航服和设备。因此，月尘是探月工程中最大的危害，给登月带来了许多困难。

现有技术中，科研人员探索了许多中防月尘的方法，比如提高表面导电性或降低范德华力、物理振动、擦拭等方法；具体像刷子清扫法，利用刷子克服灰尘与光学表面间的附着力，使灰尘从光学表面脱离，但是这种方法需要宇航员的参与，浪费宇航员的时间，且清除效果难度较大；激光脉冲除尘法，当脉冲激光照射待清洁表面时，灰尘离子产生瞬间热膨胀，从表面弹射出，但是这种方法需要选择合适的参数，若参数设置不当可能会造成光学表面的膜层破坏。因此，开发出一种防月尘的材料从而保障着陆器和宇航服安全、有效地工作是一个亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于：针对现有技术中探月装置防月尘的方法存在需要宇航员参与除月尘工作，浪费宇航员的时间、月尘去除率低或破坏元件的风险等技术问题，提供了一种防月尘材料，该材料可以有效减少月尘堆积附着于材料表面，保证探月装置元件的正常使用，无需宇航员参与除月尘工作，从而减少了宇航员工作量，确保探月顺利进行。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种防月尘材料，包括基材和防尘涂层；

所述防尘涂层是在所述基材表面形成的涂层；

所述防尘涂层由以下方法形成的：将所述基材用防尘剂浸涂、干燥处理，得到中间体基材；然后，将所述中间体基材进行超热氢交联技术处理，在所述基材表面形成了防尘涂层；

所述基材是表面粗糙度低于100nm的铝基材或不锈钢基材；

所述防尘剂，按重量百分比计主要由以下原料制成：

全氟硅烷1％～5％；

硅烷偶联剂1％～2％；

余量为无水乙醇。

本发明提供的防月尘材料，基材选用表面粗糙度低于100nm的铝基材或不锈钢基材，然后将所述基材用防尘剂浸涂、干燥处理，超热氢交联技术处理，使得基材表面的涂层形成一种新的表面结构，通过分子自组装排列的方式形成一层单分子膜交联到基材表面所形成的一层含氟修饰涂层，含氟涂层降低了基材的表面能，减小了月尘和基材表面的范德华力，能有效阻止月尘在基材表面表面富集，其中防月尘的效果与基材表面的粗糙度、全氟硅烷的质量分数、防尘涂层形成过程等因素有着直接密切的关系，本发明通过控制不同的影响因素，制备出对月尘有很好防护作用的材料，可以保证探月装置元件的正常使用，无需宇航员参与除月尘工作，从而减少了宇航员工作量。