GB/T34517-2017
航天器用非金属材料真空出气评价方法
Evaluatingmethodforspacecraftnonmetalmaterialsoutgassinginvacuum
- 中国标准分类号（CCS）V13
- 国际标准分类号（ICS）49.025.99
- 实施日期2018-05-01
- 文件格式PDF
- 文本页数11页
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航天器用非金属材料真空出气评价方法
国家标准 GB/T34517一2017 航天器用非金属材料真空出气评价方法 Evaluatingmethdtorspacecraftnonmetalmaterialsoutgasinginvaeuumm 2017-11-01发布 2018-05-01实施 国家质量监督检验检疫总局 发布 国家标准化管理委员会国家标准
GB/34517一2017 航天器用非金属材料真空出气评价方法 范围 本标准规定了航天器用非金属材料真空出气性能评价的评价目的、出气性能测试方法及数据应 用等 本标准适用于真空环境下航天器用非金属材料出气性能的评价,其他在真空环境下使用的非金属 材料评价可参照采用
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GB/T290852012卫星防污染技术要求 3 术语和定义 GB/T29085-2012界定的以及下列术语和定义适用于本文件
3.1 真空出气 Vacuumoutgassing 材料表面吸附的小分子或材料本身所溶解的化合物在真空环境下逸出形成气体的行为
3.2 总质量损失totalmassloss 含有可凝挥发物的材料的取样,在规定的温度和真空条件下,给定的时间内损失的总质量与取样的 初始质量之比,通常以百分比表示
注，改写GB/T29085一2012,定义3.6. 3.3 可凝挥发物volatilecondensablematerial 在高温,低压,真空条件下,构件、材料或污染源解吸、分离或分解出的可凝结在低温表面上的气体 物质
[GB/T29085一2012,定义3.4] 3.4 收集的可凝挥发物collectedvolatilecondensablematerial 材料取样在规定的温度和真空条件下,经过给定的温度和时间所收集的表面上可凝挥发物的质量 与该取样的初始质量之比,通常以百分比表示
[[GB/T29085一2012,定义3.57 3.5 regained 水汽回吸量 watervapor 在总质量损失和收集到的可凝挥发物测试后,样品再次暴露在规定的温度和湿度条件下,给定的时
GB/T34517一2017 间内,通过计算材料取样的质量变化得到材料取样所吸收的水燕气质量,通常以百分比表示
注:改写GB/T290852012,定义3.7 缩略语 下列缩略语适用于本文件
TML;总质量损失(totalmassloss) CvCM;收集到的可凝挥发物(collectedvolatilecondensablematerial) WVR:水汽回吸量(watervaporregainedD 5 评价目的 按照本标准规定的测试方法获得航天器用非金属材料的真空出气数据,作为航天器用非金属材料 选用的重要依据之一,以便于规范材料测试方法,统一测试条件,有效控制航天器寿命期内因材料出气 污染造成的敏感表面功能下降、性能衰退,或其他失效
出气性能测试方法 6 6.1实验室环境及测试条件 6.1.1实验室环境 实验室环境应满足以下要求 温度;15C一25C; a b)相对湿度:20%一60% 大气压力;常压; c d 洁净度:优于100000级
6.1.2测试条件 测试条件应满足以下要求: 试样受热温度为125C士1C; a b) 收集板温度为25C士1C; c 真空度优于7×10-Pa 6.2测试系统 6.2.1组成 测试系统主要由测试装置、分析天平、,恒温恒湿箱、干燥皿等组成
6.2.2测试装置 6.2.2.1组成 测试装置主要由真空单元、测试单元、温度控制单元组成
测试装置整体结构示意图见图1
GB/34517一2017 说明 -样品腔温控仪; -温度控制单元; -收集腔温控仪; -充气装置; -真空机组 -高真空阀门 -真空测试室 测试单元
图1测试装置整体结构示意图 6.2.2.2真空单元 6.2.2.2.1 组成 真空单元由真空测试室、真空机组、充气装置、真空计等组成
6.2.2.2.2真空测试室 真空测试室应满足以下要求 a 真空测试室由真空容器和6个以上相同测试单元组成,测试单元允许组合在一起,并位于真空 容器内; 真空容器应采用低出气材质如304不锈钢),材质应不会带来额外污染
b 6.2.2.2.3真空机组 真空机组应采用无油机组,并在样品腔空载加热到155C时,真空度应优于1×10-Pa
加人试样 后,在室温条件下,应保证从大气压抽到7×10-Pa不超过1h,并在样品腔加热到126C时,维持真空 度优于7×10-Pa.且真空机组工作时应不会对真空测试室造成污染
6.2.2.2.4充气装置" 充气装置由氮气瓶和阀门组成
可向真空容器中充人氮气,氮气纯度应优于99.9%
GB/T34517一2017 6.2.2.2.5真空计 真空计的测量下限应优于1×10-Pa
6.2.2.3测试单元 6.2.2.3.1组成 测试单元包括出气单元和收集单元
出气单元和收集单元用中间带孔的隔板隔开
测试单元示意 图见图2,关键尺寸见表1
说明 -冷沉基座; 收集腔; -隔板; -端盖; -样品腔; 铜加热棒; -收集板
图2测试单元示意图 装置关键尺寸数据表 基本尺 基本尺寸 极限偏x 极限偏 符号 符号 mm mm mmm mm 直径 士0.10 E 9.65 十0.10 p6.3 同轴度p0.20 士0.10 直径 R 0.65 士0.10 11.l 同轴度p0.20 直径 十0.l0 H 0.75 士0.10 中33.0 同轴度p0,20 12.7 13.45 士0.10 士0.10
GB/34517一2017 6.2.2.3.2出气单元 出气单元由样品盒、样品腔、端盖、铜加热棒组成,应满足以下要求 样品盒用于盛放样品,材质宜为铝 a b 样品腔用于盛放样品盒,材质宜为铜或铝; 端盖用于封盖样品腔; c d 铜加热棒用可调变压器供电,并通过温控仪控制其加热温度
6.2.2.3.3收集单元 收集单元由收集板、收集腔、冷沉基座组成,应满足以下要求 收集板的材质宜为铝,表面粗糙度为l.6m,表面镀铬,并在收集腔内可进行拆卸 b收集腔用于放置收集板,材质宜为铝 收集板放置于收集腔内,利用冷沉基座控温,控温精度为士1C c d 冷沉基座采用收集腔温控仪进行控温,控温精度为士1丫
6.2.2.4温度控制单元 6.2.2.4.1组成 温度控制单元主要由样品腔温控仪和收集腔温控仪组成
6.2.2.4.2样品腔温控仪 样品温控仪用于对样品腔进行温度控制,温度控制范围为50C一230
控温精度为士1C
6.2.2.4.3收集腔温控仪 收集温控仪用于对冷沉基座进行温度控制,温度控制范围为一30C50C
控温精度为士1C
6.2.3分析天平 最大量程高于2g,感量为1×10-"g
6.2.4恒温恒湿箱 恒温恒湿箱的温度控制范围为1C100C,控温精度为士1C,湿度控制范围为20%一80%,湿 度控制精度为士5%
6.2.5干燥皿 干燥皿用于测试前放置空白收集板、样品盒
干燥皿内置活性干燥剂,活性干燥剂应在有效使用 期内
6.3测量仪器的检定要求 测量仪器主要有真空计、样品腔温控仪,收集腔温控仪、分析天平,恒温恒湿箱等
测量仪器应经计 量部门检定合格,并在有效使用期内
6.4送检样品 送检样品应满足以下要求
GB/T34517一2017 送检样品在测试前,其固化、清洗和其他处理过程应与材料提交航天器人轨之前的处理过程一 a 致,不应对送检样品做进一步的清洗或其他附加处理" b 送检人员对送检样品应进行适当的包装,包装物应不会带来额外污染,防止出现尘埃污染、气 体腐蚀和机械损伤,一般采用带封口的样品袋或玻璃器皿等; 送检样品质量一般不小于10g
6.5试样 6.5.1试样制备 试样制备应满足以下要求 在试样制备过程中应佩戴无粉、不掉毛的手套或指套,如乳胶手套; a b) 材料如有要求清洗,则应使用中性清洗剂如去离子水)进行清洁,所用的清洁剂应不与试样发 生反应; 对于块状、板状试样,应切割成边长为1.5mm3mm的小块; c 对于需用载体制样的试样(如胶带、漆类、涂层、涂料等),应采用不与样品发生反应且在后续的 d 加热过程中也不会发生相互作用或化学反应的基底(如铝箱),并模拟实际使用状态附着在已 称重的洁净基底上,基底应略大于所需测试的样品面积,在固化完成后,在保留足够的样品悄 况下,切除未涂覆试样的多余面积,并测量基底质量占试样质量的百分比,然后切割成边长为 1.5mm3mm的小块; e 对于导线,应先去除金属部分,然后将其切成长为1.5mm3mm的试样; f 对于脂类试样,可直接放人样品盒中,并确保试样不溢出样品盒 g 对于液态试样,可直接放于样品盒中,亦可与已知质量百分比的中性填充物,如石棉、硅石等混 合在一起测试,并确保试样不溢出样品盒
6.5.2试样数量 选取3份试样,每份试样的质量为1×10-'g~3×10-'g.
6.6测试程序 6.6.1测试前准备 6.6.1.1试样准备 测试前试样准备应满足以下要求 将制备好的试样放人称量瓶内(通常为敞口玻璃瓶),并将称量瓶敞盖置于23C士2C,相对 a 湿度45%一55%的恒温恒湿箱中24h 将清洗后的样品盒置于23C士2C,相对湿度45%一55%的恒温恒湿箱中24h
b 6.6.1.2测试系统准备 测试前测试系统准备应满足以下要求 用中性清洗剂或有机溶液清洗真空测试室.收集板,清洗完自然晾干后将收集板放人干燥皿中 a 大约0.5h,然后取出收集板及样品盒放人真空室中进行抽真空,当压力达到1×10-'Pa后,加 热样品腔至150C士5C,保温4h; b 真空测试室冷却到室温,关闭高真空阀门 依次关闭高真空泵(如分子泵),前级系(如机械泵),打开放气阀充人纯度优于99.9%的氮气;
GB/34517一2017 d 打开真空室取出收集板和样品盒放人干燥皿中备用
6.6.2测试步骤 测试步骤如下: 从干燥皿中取出收集板,用天平称重并记录其质量C aa b从干燥皿中取出样品盒,用天平称重并记录其质量B 从恒温恒湿箱中取出称量瓶,将试样置于样品盒中,每种材料放3份试样,在实验室环境下， 2 内称完装有试样的样品盒质量S并记录; min d 打开真空容器舱门,依次将装有试样的样品盒放置于样品腔内,并将对应的收集板放人收集腔 内,保留3个样品腔只放置空白样品盒,并在放置空白样品盒对应位置放置空白收集板,记录 空白收集板质量C 注，空白收集板用于监测是否存在交叉污染或检验试验步骤是香正确 盖紧样品腔的端盖,端盖与器壁间不能存在明显的缝隙; e 关闭真空容器,打开高真空阀门,抽真空; 设置收集腔温控仪温度为25C士1C; g 当真空度到达7×10-Pa时,开启样品腔温控仪,并在1h内应达到125士1C; h 维持收集腔怜沉基座温度在5C土1仑,样品腔温度在125仑士1c,此过醒持续24h 关闭高真空阀门,关闭样品腔温控仪,停止加热 k 样品腔冷却到50C,一般应在2h内达到,关闭收集腔温控仪; 往真空容器充人纯度99.9%以上的干燥氮气,使真空室内压力应比当地大气压高出 1×10'Pa~3×10'Pa; m打开真空容器; 迅速将装有试样的样品盒和收集板取出并放人干燥皿中保持约0.5h; n 取出装有样品的样品盒,在10min内完成称重并记录其质量Sp,随后称量收集板(包括空白 o 收集板),并记录其质量C包括空白收集板Cr); 如果空白收集板质量变化大于504g,则所得数据作废,需重新进行测试 p 如果需要测试wVR,则应将装有试样的样品盒再放置于23C士2,相对湿度45%55% Q 的恒温恒湿箱中24h后,再重称其质量Sr并记录
数据计算与处理 6.7 6.7.1数据计算 6.7.1.1空白收集板质量变化 空白收集板的质量变化按式(1)计算
Cs= C -C 式中 -空白收集板的质量变化值,单位为克(g); -空白收集板终止质量的数值,单位为克(g); Ccp 空白收集板初始质量的数值,单位为克(g)
6.7.1.2总质量损失 总质量损失按式(2)计算
GB/T34517一2017 S一S TML ×100% . S，B 一A 式中 TML -总质量损失的数值; 装有试样的样品盒初始质量的数值,单位为克(g); 装有试样的样品盒终止质量的数值,单位为克(g); s 样品盒质量的数值,单位为克(g); 试样载体质量的数值,单位为克(g)
A 注试样载体特指胶带,油漆,胶黏剂,密封试样等在制备时所需洁净倡箔或液态试样制备时所需中性填充物
6.7.1.3收集的可凝挥发物 收集的可凝挥发物按式(3)计算
C CF一C cvCM ×100% 3 S一B一A 式中: CVCM 收集的可凝挥发物的数值; 收集板初始质量的数值,单位为克(g) C C -收集板终止质量的数值,单位为克(g). 6.7.1.4水汽回吸量 水汽回吸量按式(4)计算
S一SR wVR ×100% S一B一A 式中 wVR 水汽回吸量的数值; 试验后装有试样的样品盒重新在恒温恒湿箱中存放24h后质量的数值,单位为克(g).
S 6.7.2数据处理 同一种材料对应的3份试样,分别计算TMIl.,CVCM和wVR的平均值作为评价测试材料的出气 指标,分别计算TMLCVCM和wVR的标准偏差以评价材料出气性能的不均匀度
按标准设备要求和标准试验条件所获取的TML
的测试精度为士10%,CVCM的测试精度为 士20%
数据应用 7.1一般要求 评价判据的一般要求如下 如果被测样品TML平均值不大于1.00%.cvCM平均值不大于0.10%,则视为出气性能评价 a 合格; b 如果被测材料TMI平均值大于1.00%或CVCM平均值大于0.10%,则此类材料一般不宜在 航天器上使用; 在应用判据判别非金属材料是否能在航天器上应用时,应考虑试验误差
GB/34517一2017 7.2光学视场或污染敏感部位使用材料的评价要求 按照GB/T29085一2012中4.2.3b)的规定执行
试验报告 试验报告一般包含以下内容 材料名称、牌号、数量、生产单位、生产批次及其他有关材料特征的标识 a b 试样形态、尺寸制备及预处理过程,可包括但不限于混合比例,处理时间和处理温度,油脂样 品或液态样品的制备方式; 样品受热温度、收集板温度、真空测试室压力、测试时间 TML,CVCM、WVR数据; 依据数据指南得出的评价结论; 试验仪器与设备及标检期; 试验、校对和审核人员签字,日期 g
航天器用非金属材料真空出气评价方法GB/T34517-2017解读
随着航天事业的发展，越来越多的非金属材料被广泛应用于航天器中。其中，真空出气是一项重要的技术指标，能够对航天器的性能和寿命产生重大影响。因此，如何评价非金属材料在真空环境下的出气性能，成为了航天器研制过程中必须考虑的问题。
为了解决这一问题，中国国家标准化管理委员会于2017年发布了《航天器用非金属材料真空出气评价方法》（GB/T34517-2017）。该标准规定了非金属材料在真空环境下的出气测试方法和评价指标，可供航天器设计和制造单位参考。
该标准的发布，不仅填补了国内航天器用非金属材料真空出气评价方法的空白，也为我国航天事业的发展提供了重要支持。同时，该标准的实施还将提高我国航天器制造和应用领域的技术水平，推动行业的健康发展。
GB/T34517-2017标准主要包括以下内容：
- 术语和定义
- 测试设备和条件
- 试样制备
- 测试方法和程序
- 数据处理和结果分析
- 报告编制
其中，测试方法和程序是整个标准的核心部分，具体包括：试样的尺寸和形状、测试压力和温度、测试环境和保持时间等。这些参数的选择和控制，对于评价非金属材料在真空环境下的出气性能具有关键作用。
此外，该标准还规定了出气率和出气速率作为评价指标。出气率是指单位时间内试样从表面产生的气体质量与试样面积之比，通常以mg/(m2·s)为单位；出气速率是指单位时间内试样从表面产生的气体质量与试样质量之比，通常以10-11（Pa·m3）/(s·kg)为单位。
综上所述，GB/T34517-2017标准的制定和实施，是我国航天事业发展的重要里程碑。在今后的航天器研制中，将会有越来越多的非金属材料被应用，而这些材料的出气性能评价，将离不开该标准提供的规范和指导。
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