橡膠O型圈密封結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、密封可靠，因而被廣泛使用。在飛機(jī)和航天器中，也經(jīng)常采用這種密封結(jié)構(gòu)，液壓O型圈的硅橡膠，由于硅橡膠是高分子聚合物，空間的各種環(huán)境條件特別是原子氧對(duì)其密封性能的影響不可忽視[ 3, 4]。低地球軌道( LEO)的空間環(huán)境主要由N2、 O2、 Ar、 He、 H 和原子氧AO(Atomic Oxygen) 組成,其中原子氧的含量最高約占 80%, 作為L(zhǎng)EO 環(huán)境中含量最多的粒子，原子氧是氧分子在波長(zhǎng)小于243 nm 的太陽紫外線的光致分解作用下而形成的[ 5]。原子氧不僅具有很強(qiáng)的氧化性，而且當(dāng)飛行器以軌道速度在LEO 中運(yùn)行時(shí),原子氧以7~ 8km/ s 的相對(duì)速度撞擊材料表面，其撞擊材料的平均動(dòng)能可達(dá) 4~ 5eV，從而引起材料性能的變化造成密封效果發(fā)生變化，所以對(duì)于要求泄漏率很小的長(zhǎng)期密封，必須研究原子氧對(duì)其密封性能影響的規(guī)律。
橡膠O型圈在經(jīng)過一定時(shí)間的原子氧作用后其質(zhì)量減小，原子氧暴露時(shí)間越長(zhǎng)O 型圈的質(zhì)量變化越大，而且O 型圈的暴露面積越大，其質(zhì)量變化量越大.
橡膠O型圈的硅橡膠 863-3-1和硅橡膠863-3-3 材料, 在實(shí)驗(yàn)中O 型圈的壓縮率為40%, 溫度為常溫狀態(tài).橡膠O型圈在經(jīng)過原子氧作用之后泄漏率比原子氧作用前明顯增大, 并且原子氧作用時(shí)間越長(zhǎng)泄漏率越大, 其增量約為 9. 4% ~44. 6% .由此可知,原子氧效應(yīng)對(duì)橡膠O型圈的泄漏率影響比較大，而且原子氧和紫外線的綜合作用對(duì)泄漏率的影響比原子氧單獨(dú)作用的影響更大。
原子氧效應(yīng)對(duì)橡膠O型圈性能的影響,原子氧作用之前的表面非常光滑, 幾乎沒有表面損傷;在小通量暴露實(shí)驗(yàn)后表面有了一些變化, 有少量的地方出現(xiàn)一些點(diǎn)狀的凹坑，可能是原子氧對(duì)硅橡膠的作用結(jié)果。.在經(jīng)過較大通量的原子氧作用后,表面形貌變化較大,由光滑變得高低起伏呈溝壑狀, 說明原子氧作用的時(shí)間對(duì)硅橡膠材料的O 型圈的表面形貌有較大的影響。尤其原子氧和紫外輻射綜合作用后,O 型圈表面不但呈溝壑狀, 而且有較多的部分表面出現(xiàn)微小的凹坑, 因此,紫外線輻射和原子氧的綜合作用對(duì)O 型圈的影響更加顯著。
原子氧對(duì)O型圈表面有很大的剝蝕效應(yīng); O 型圈經(jīng)過原子氧暴露后, 質(zhì)量減少、 泄漏率明顯增大;暴露時(shí)間越長(zhǎng),表面形貌受到的損壞越嚴(yán)重、質(zhì)量減少量越多,泄漏率也就越大。 原子氧和紫外線的綜合作用對(duì)O 型圈泄漏率影響更加明顯。
