材料在真空环境下放气的测试技术研究

2014-03-02 董猛 兰州空间技术物理研究所

  在真空材料放气率测试装置上对金属材料的放气特性进行了实验研究,实验采用的方法为静态升压法、固定流导法、双通道气路转换法。实验结果表明,测试装置的极限真空度为9.2×10-9Pa,铜、铝合金2A12、304不锈钢三种材料半小时后的放气率分别为2.34×10-8 Pa·m3·s-1·cm-2、1.83×10-9 Pa·m3·s-1·cm-2、8.48×10-11 Pa·m3·s-1·cm-2。利用四极质谱计测得装置的本底气体成主要有H2、N2/CO、H2O和CO2,材料放出的气体成分主要有N2/CO、H2O。三种方法测试得到的铜金属材料的放气率随着温度的升高而不断增大。

0、前言   随便固体颗粒村料在典雅环保下都能析出和吸收很多有毒气体。当村料放置在真低空时就会为解溶、解吸而放气。真空系统环境村料放气率的探析在通讯卫星、外星飞船和面积站污染破坏防火、共价键钟的试制、挺高真空系统环境领取和估测、点光源和供热系统生产加工业等方位的探析中包括广泛的的用市场价值。   建材是组合航空工业器的最通常单元测验,建材放气不仅会引发一部分负用处,对建材在涡流生态生态环境中的放气率开展检测的,就能够为航空工业器材建材的建立给出数学原则,以做到建材在涡流生态生态环境下应用领域的准确性。故此,工业化生产了涡流建材放气率测验裝置,并对其效果开展了实验操作深入分析。 1、测试测试配置及方式   检验安全装置主耍由抽气模式、双通路气路转为法检测模式、放置流导法检测模式、静态变量升压法检测模式、加熱及光辐照摄氏度测控模式等五环节构成,工作中原因如图是1已知。   抽气系統包括高涡流和高水准涡流抽气系統多部分;双出入口气路准换法预估系統和比较固定流导法预估系統通常由高涡流室、孔眼、测试方法室、高水准涡流室、热阴离子电离涡流计、四极质谱计等包含;静态式的升压法预估系統通常由高涡流室、的标准不锈钢容器、电阻溥膜涡流计、燃气管道安装系統等包含;整体部件外面匀背包预热套,温测控范围之内为23~300益,光辐照预热利用外置红外预热的方法,预热灯管最靠近高涡流室上边,为防范钢化玻璃弯曲变形断裂,预热渠道配有循环往复待冷却部件,温预估适用电偶温计。试验前,热阴离子和冷阴离子电离涡流计經過了精确度标定。

材料放气率测试装置原理图

图1 文件放气率检查系统设计道理图 1、2、3.热负极电离机械化泵计;4.血压低压高力电容(电器皿)器胶片机械化泵计;5.高经济压力电容(电器皿)器胶片机械化泵计;6.冷负极机械化泵计;7、10、11、12、13、17.角阀;8、9、14、16.截止日阀;15.插板阀;18、20.机械化泵;19、21、22.分子结构泵;23.过高机械化泵室;24、25.小眼;26、27.各种测试室;28.高机械化泵室;29.加温控制系统;30.四极质谱计;31.标准化器皿 3、报告的格式

  由实验看出,研制的真空材料放气率测试装置的极限真空度可达到9.2×10-9 Pa。为了测试材料的放气率,首先运用静态升压法、固定流导法、双通道气路转换三种方法对测试装置的本底进行了测试,在此基础上对铜、铝合金2A12、304不锈钢三种金属材料在室温下的放气率进行了测试,并利用四极质谱计对装置的本底气体成分和材料放出的气体成分进行了分析。另外,对铜在不同温度点下的放气特性进行了实验研究。

双通道气路转换法不同温度下材料放气率

图8 双入口气路转为法差异温度因素下的材料放气率

  结果表明,这三种金属材料半小时后的放气率分别为2.34×10-8Pa·m3·s-1·cm-2、1.83×10-9Pa·m3·s-1·cm-2、8.48×10-11Pa·m3·s-1cm-2。测试装置的本底气体成分主要为H2、N2、CO,以及少量的H2O和CO2等气体,材料放出的气体成分主要为N2、CO、H2O。三种方法测试得到的铜材料的放气率随着温度的升高而增大。