[發明專利]一種防月塵材料及其應用

有效

• 申請號: 202010436267.0
• 申請日: 2020-05-21
• 公開（公告）號: CN111471995B
• 公開（公告）日: 2022-05-24
• 發明（設計）人: 邵虹;王曉;王衛東;唐昶宇;朱應敏;高立波
• 申請（專利權）人: 中物院成都科學技術發展中心
• 主分類號: C23C26/00
• 分類號: C23C26/00;C09D183/08;C25F3/20;C25F3/24
• 代理公司: 四川力久律師事務所 51221
• 代理人: 張迪

本發明涉及提供了一種防月塵材料及其應用，防月塵材料包括基材和防塵涂層；所述防塵涂層是在所述基材表面形成的涂層；所述防塵涂層由以下方法形成的：將所述基材用防塵劑浸涂、干燥處理，得到中間體基材；然后，將所述中間體基材進行超熱氫交聯技術處理，在所述基材表面形成了防塵涂層；所述基材是表面粗糙度低于100nm的鋁基材或不銹鋼基材；所述防塵劑，按重量百分比計主要由以下原料制成：全氟硅烷1％～5％；硅烷偶聯劑1％～2％；余量為無水乙醇。本發明防月塵材料通過在基材的表面形成一層含氟修飾涂層，含氟涂層降低了基材的表面能，減小了月塵和基材表面的范德華力，能有效阻止月塵在基材表面富集，可以保證探月裝置元件的正常使用。

技術領域

本發明涉及材料領域，具體涉及一種防月塵材料及其應用。

背景技術

月球上覆蓋了一層厚厚的月塵，是由流星裝擊月球表面形成的風化層，包含大量微米級和亞微米級的細小顆粒。這些細小的月塵顆粒有較高的比表面積和絕緣性，又在月球的高溫、強輻射環境和各種接觸、摩擦等的作用下，很容易帶上電荷，表現很強的粘附力。如果這些月塵粘附或堆積在探月裝置設備上，有可能損壞機械部件，堵塞傳感器或降低光學儀器的精度，大幅度影響器件的光學性質，比如吸收率和發射率等，進而導致溫度升高散熱困難。其次月球塵埃棱角分明，會磨損宇航服和設備。因此，月塵是探月工程中最大的危害，給登月帶來了許多困難。

現有技術中，科研人員探索了許多中防月塵的方法，比如提高表面導電性或降低范德華力、物理振動、擦拭等方法；具體像刷子清掃法，利用刷子克服灰塵與光學表面間的附著力，使灰塵從光學表面脫離，但是這種方法需要宇航員的參與，浪費宇航員的時間，且清除效果難度較大；激光脈沖除塵法，當脈沖激光照射待清潔表面時，灰塵離子產生瞬間熱膨脹，從表面彈射出，但是這種方法需要選擇合適的參數，若參數設置不當可能會造成光學表面的膜層破壞。因此，開發出一種防月塵的材料從而保障著陸器和宇航服安全、有效地工作是一個亟待解決的問題。

發明內容

本發明的目的在于：針對現有技術中探月裝置防月塵的方法存在需要宇航員參與除月塵工作，浪費宇航員的時間、月塵去除率低或破壞元件的風險等技術問題，提供了一種防月塵材料，該材料可以有效減少月塵堆積附著于材料表面，保證探月裝置元件的正常使用，無需宇航員參與除月塵工作，從而減少了宇航員工作量，確保探月順利進行。

為了實現上述目的，本發明采用的技術方案為：

一種防月塵材料，包括基材和防塵涂層；

所述防塵涂層是在所述基材表面形成的涂層；

所述防塵涂層由以下方法形成的：將所述基材用防塵劑浸涂、干燥處理，得到中間體基材；然后，將所述中間體基材進行超熱氫交聯技術處理，在所述基材表面形成了防塵涂層；

所述基材是表面粗糙度低于100nm的鋁基材或不銹鋼基材；

所述防塵劑，按重量百分比計主要由以下原料制成：

全氟硅烷1％～5％；

硅烷偶聯劑1％～2％；

余量為無水乙醇。

本發明提供的防月塵材料，基材選用表面粗糙度低于100nm的鋁基材或不銹鋼基材，然后將所述基材用防塵劑浸涂、干燥處理，超熱氫交聯技術處理，使得基材表面的涂層形成一種新的表面結構，通過分子自組裝排列的方式形成一層單分子膜交聯到基材表面所形成的一層含氟修飾涂層，含氟涂層降低了基材的表面能，減小了月塵和基材表面的范德華力，能有效阻止月塵在基材表面表面富集，其中防月塵的效果與基材表面的粗糙度、全氟硅烷的質量分數、防塵涂層形成過程等因素有著直接密切的關系，本發明通過控制不同的影響因素，制備出對月塵有很好防護作用的材料，可以保證探月裝置元件的正常使用，無需宇航員參與除月塵工作，從而減少了宇航員工作量。