碳纳米管纸具有不同的聚合物组成,用于激光除推进

科学领域:

• 材料科学 材料科学 材料科学
• 航空航天工程 航空航天工程
• 纳米技术 纳米技术

背景情况:

• 激光除推进是微卫星的关键微推进技术.
• 碳基纳米材料,包括碳纳米管,为推进剂提供高脉冲合系数 (C_m).
• 碳纳米管膜显示出低激光流动力推进的潜力,因为它们的除值很低.

研究的目的:

• 研究碳纳米管纸 (CNTPs) 作为激光剥离推进的推进剂.
• 为了评估在激光切除下不同CNTP组合的性能.
• 为有效的微卫星推进确定最佳的CNTP配方.

主要方法:

• 合成和表征了四种类型的CNTP:S-CNTP (单壁),M-CNTP1 (多壁),M-CNTP2 (30% MWCNT复合物) 和M-CNTP3 (8% MWCNT复合物).
• 扫描电子显微镜 (SEM) 用于分析CNTPs的纳米结构.
• 脉冲合系数 (C_m) 在激光切除过程中进行测量.
• 时间分辨率等离子体光谱学和热重力测量分析 (TGA-DSC) 用于了解废弃机制和材料特性.

主要成果:

• 对于S-CNTP和M-CNTP1,SEM揭示了不同的网络结构,以及M-CNTP2和M-CNTP3的聚合物填充表面.
• 在1.09 J/cm2的激光流量下,M-CNTP3实现了58.1 μN/W的高C_m.
• 对于M-CNTP3,观察到减少C₂天带排放,与提高性能相关.
• TGA-DSC表明,聚合物的分解温度显著影响了C_m.

结论:

• 基于CNTP的复合材料是激光除推进的可行推进剂.
• CNTP推进剂的性能取决于碳纳米管的类型和度以及聚合物含量.
• M-CNTP3为微卫星推进提供了一个有前途的替代推进剂,特别是在低激光流动条件下.