Método de teste padrão ASTM E1559-09 para propriedades de desgaseificação de contaminação de materiais de espaçonaves

O padrão “Método de teste padrão ASTM E1559-09 para propriedades de liberação de gases de contaminação de materiais de espaçonaves” desenvolvido pela Sociedade Americana de Testes e Materiais (ASTM) descreve um método de teste que inclui uma técnica de geração de dados para caracterizar a cinética de liberação de produtos de liberação de gases de materiais. Essa técnica determina tanto o fluxo de massa total emitido por um material quando exposto a um ambiente de vácuo quanto sua deposição em superfícies mantidas em várias temperaturas especificadas.

Este método de teste inclui aparelhos de teste e procedimentos operacionais associados para avaliar o fluxo de massa total através de um material exposto a temperaturas entre 298 e 398 K. As pressões fora da célula de efusão da amostra são menores que 7 x 10 Pa. As taxas de deposição são medidas durante os testes de desgaseificação do material. Um procedimento de teste para coleta de dados e um método de teste para processamento e apresentação dos dados coletados estão incluídos.

Este método de teste pode ser usado para gerar os dados necessários para dar suporte a modelos matemáticos usados ​​para prever a formação, migração e acúmulo de poluentes moleculares. Todos os tipos de materiais orgânicos, poliméricos e inorgânicos podem ser testados. Isso inclui compostos de enchimento de polímeros, espumas, elastômeros, filmes, fitas, isolamentos, tubos termoencolhíveis, adesivos, revestimentos, tecidos, fios de amarração e lubrificantes.

Há dois métodos de teste nesta norma. O Método de Teste A usa temperaturas padrão de amostra e coletor. O Método de Teste B permite flexibilidade nas temperaturas da amostra e do coletor especificadas pelo usuário, na geometria do material e do teste e nas microbalanças de cristal de quartzo especificadas pelo usuário.

Para os fins desta norma, aplicam-se os seguintes termos e definições:

• O cristal cortado AT refere-se à orientação do cristal de quartzo que minimiza o coeficiente de temperatura (mudança de frequência com a temperatura) em uma ampla faixa de temperatura.
• Mistura azeotrópica refere-se a uma solução cuja composição não muda com a destilação de dois ou mais líquidos.
• O material volátil condensável coletado é a quantidade de substância gasosa removida de uma amostra de teste que condensa em um coletor mantido a uma temperatura constante especificada por um período de tempo especificado e é medida antes do teste e fora da câmara de teste.
• Calorimetria diferencial de varredura (DSC) é uma técnica na qual a diferença entre a entrada de energia em uma substância e um material de referência é medida em função da temperatura enquanto a substância e o material de referência são submetidos a um programa de temperatura controlado.
• Uma célula de efusão é um recipiente colocado em vácuo, no qual uma amostra de material pode ser colocada e aquecida a uma temperatura específica.

O aparelho de teste descrito neste método de teste foi projetado para medir dados de taxa de desgaseificação usados ​​para desenvolver expressões cinéticas para uso em modelos que preveem a evolução de contaminantes moleculares e a migração e deposição desses contaminantes em superfícies de espaçonaves. Este método de teste pode caracterizar materiais que contêm espécies voláteis que liberam gases sob condições de temperatura e vácuo. As microbalanças de cristal de quartzo usadas neste método de teste fornecem uma técnica sensível para medir quantidades muito pequenas de massa acumulada. Além de fornecer dados para expressões cinéticas, os dados reduzidos também podem ser usados ​​para comparar o comportamento de desgaseificação de diferentes materiais para fins de seleção de materiais.

Existem dois métodos de teste nesta norma:

• O Método de Teste A é um procedimento padrão que usa configurações e temperaturas prescritas.
• O Método de Teste B permite o uso de temperaturas, configurações e revestimentos de superfície do coletor QCM específicos do sistema da espaçonave.

As medições são feitas colocando-se a amostra do material em uma célula de efusão, de modo que o fluxo de saída de gás que sai do orifício da célula incida sobre três microbalanças de cristal de quartzo dispostas para gerar imagens do orifício. A quarta microbalança de cristal de quartzo é opcional. A célula de efusão é mantida a uma temperatura constante em uma câmara de alto vácuo e possui um pequeno orifício direcionado para as microbalanças de cristal de quartzo. Microbalanças de cristal de quartzo são controladas de acordo com temperaturas selecionadas. A taxa total de desgaseificação é determinada a partir da taxa de coleta em uma microbalança de cristal de quartzo crio-resfriada. No final do teste isotérmico, microbalanças de cristal de quartzo são aquecidas de forma controlada para determinar as características de evaporação dos depósitos.

A célula de efusão é carregada na câmara de teste principal a partir da câmara de travamento a vácuo e posicionada a uma distância e ângulo fixos em relação às superfícies da microbalança de cristal de quartzo. A temperatura da célula de efusão é controlada para garantir aquecimento contínuo e uniforme da amostra. A câmara de bloqueio de vácuo é um dispositivo que garante que a amostra de teste seja inserida corretamente no alto vácuo da câmara de teste principal. O uso da câmara de travamento para carregar e descarregar amostras evita a perda de vácuo na câmara principal e reduz a necessidade de liberar o vácuo antes de cada teste.

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