抗高能原子氧侵蚀
以原子尺度的动态结构演变阐明其在极端原子氧轰击下的侵蚀机制,为低地球轨道航天器提供可靠的薄膜防护方案。
Zhou, Qiang · 叶宏飞 · Han, Haiying · 郑勇刚
ACS Applied Materials & Interfaces 2025
在10 eV原子氧轰击100 ps后,非晶硅的氧粒子侵蚀率仅为27%,表明其能有效抵抗高能原子氧的持续轰击。
即使在30 eV高能原子氧下,穿透深度也仅为4 Å,表明非晶硅能有效阻止原子氧向内部扩散,保护基底材料。
当表面氧原子数达到200(接近吸收峰值)时,非晶硅的垂直和横向表面力学性能达到最佳,有利于在动态侵蚀环境中保持结构完整性。
原子氧侵蚀过程分为吸收和升华两个阶段,转变温度约4200 K,这为预测材料在不同工况下的失效模式提供了理论依据。