Phương pháp thử nghiệm tiêu chuẩn ASTM E1559-09 về tính chất thoát khí ô nhiễm của vật liệu tàu vũ trụ

Tiêu chuẩn “ASTM E1559-09 Phương pháp thử tiêu chuẩn để xác định tính chất thoát khí của vật liệu tàu vũ trụ” do Hiệp hội Thử nghiệm và Vật liệu Hoa Kỳ (ASTM) phát triển mô tả phương pháp thử bao gồm kỹ thuật tạo dữ liệu để mô tả động học giải phóng các sản phẩm thoát khí từ vật liệu. Kỹ thuật này xác định cả tổng khối lượng thông lượng phát ra từ vật liệu khi tiếp xúc với môi trường chân không và lượng khối lượng này lắng đọng trên bề mặt được giữ ở nhiều nhiệt độ khác nhau.

Phương pháp thử nghiệm này bao gồm thiết bị thử nghiệm và các quy trình vận hành liên quan để đánh giá tổng lưu lượng khối lượng qua vật liệu tiếp xúc với nhiệt độ từ 298 đến 398 K. Áp suất bên ngoài buồng tràn mẫu nhỏ hơn 7 x 10 Pa. Tốc độ lắng đọng được đo trong quá trình thử nghiệm thoát khí vật liệu. Bao gồm một quy trình thử nghiệm để thu thập dữ liệu và một phương pháp thử nghiệm để xử lý và trình bày dữ liệu đã thu thập được.

Phương pháp thử nghiệm này có thể được sử dụng để tạo ra dữ liệu cần thiết nhằm hỗ trợ các mô hình toán học nhằm dự đoán sự hình thành, di chuyển và tích tụ của các chất ô nhiễm phân tử. Có thể thử nghiệm tất cả các loại vật liệu hữu cơ, polyme và vô cơ. Bao gồm hợp chất độn polyme, bọt, chất đàn hồi, màng phim, băng keo, vật liệu cách nhiệt, ống co nhiệt, chất kết dính, lớp phủ, vải, chỉ buộc và chất bôi trơn.

Có hai phương pháp thử nghiệm trong tiêu chuẩn này. Phương pháp thử nghiệm A sử dụng nhiệt độ mẫu và nhiệt độ bộ thu chuẩn. Phương pháp thử nghiệm B cho phép linh hoạt về nhiệt độ mẫu và bộ thu, vật liệu và hình học thử nghiệm, cũng như cân vi tinh thể thạch anh do người dùng chỉ định.

Với mục đích của tiêu chuẩn này, áp dụng các thuật ngữ và định nghĩa sau:

• Tinh thể cắt AT là tinh thể thạch anh có hướng cắt giúp giảm thiểu hệ số nhiệt độ (tần số thay đổi theo nhiệt độ) trong một phạm vi nhiệt độ rộng.
• Hỗn hợp azeotropic là dung dịch có thành phần không thay đổi khi chưng cất hai hoặc nhiều chất lỏng.
• Vật liệu ngưng tụ dễ bay hơi được thu thập là lượng chất khí được lấy ra khỏi mẫu thử, ngưng tụ trên bộ thu được giữ ở nhiệt độ không đổi xác định trong khoảng thời gian xác định và được đo trước khi thử nghiệm và bên ngoài buồng thử nghiệm.
• Nhiệt lượng kế quét vi sai (DSC) là một kỹ thuật trong đó sự khác biệt giữa năng lượng đầu vào của một chất và vật liệu tham chiếu được đo theo hàm của nhiệt độ trong khi chất và vật liệu tham chiếu được đưa vào chương trình nhiệt độ được kiểm soát.
• Bình tràn dịch là một bình chứa đặt trong môi trường chân không, trong đó có thể chứa một mẫu vật liệu và đun nóng đến nhiệt độ cụ thể.

Thiết bị thử nghiệm được mô tả trong phương pháp thử nghiệm này được thiết kế để đo dữ liệu về tốc độ thoát khí được sử dụng để phát triển các biểu thức động học nhằm sử dụng trong các mô hình dự đoán sự tiến hóa của các chất gây ô nhiễm phân tử cũng như sự di chuyển và lắng đọng của các chất gây ô nhiễm này lên bề mặt tàu vũ trụ. Phương pháp thử nghiệm này có thể xác định các vật liệu chứa các chất dễ bay hơi sẽ thoát khí trong điều kiện nhiệt độ và chân không. Các cân vi tinh thể thạch anh được sử dụng trong phương pháp thử nghiệm này cung cấp một kỹ thuật nhạy để đo khối lượng tích lũy có khối lượng rất nhỏ. Ngoài việc cung cấp dữ liệu cho biểu thức động học, dữ liệu rút gọn cũng có thể được sử dụng để so sánh hành vi thoát khí của các vật liệu khác nhau nhằm mục đích lựa chọn vật liệu.

Có hai phương pháp thử nghiệm trong tiêu chuẩn này:

• Phương pháp thử A là quy trình tiêu chuẩn sử dụng cấu hình và nhiệt độ được quy định.
• Phương pháp thử nghiệm B cho phép sử dụng nhiệt độ, cấu hình và lớp phủ bề mặt bộ thu QCM dành riêng cho hệ thống tàu vũ trụ.

Các phép đo được thực hiện bằng cách đặt mẫu vật liệu vào một buồng phun để luồng khí thoát ra khỏi lỗ buồng phun tác động vào ba cân tinh thể thạch anh được sắp xếp để chụp ảnh lỗ. Cân vi tinh thể thạch anh thứ tư là tùy chọn. Buồng chiết được giữ ở nhiệt độ không đổi trong buồng chân không cao và có một lỗ nhỏ hướng về phía các cân tinh thể thạch anh. Cân vi tinh thể thạch anh được kiểm soát theo nhiệt độ đã chọn. Tốc độ thoát khí tổng thể được xác định từ tốc độ thu thập trên cân vi mô tinh thể thạch anh làm lạnh đông. Vào cuối quá trình thử nghiệm đẳng nhiệt, các cân tinh thể thạch anh được nung nóng theo cách có kiểm soát để xác định đặc tính bay hơi của các chất lắng đọng.

Buồng chiết được đưa vào buồng thử nghiệm chính từ buồng khóa chân không và được định vị ở khoảng cách và góc cố định so với bề mặt cân vi tinh thể thạch anh. Nhiệt độ của buồng phun được kiểm soát để đảm bảo mẫu được gia nhiệt liên tục và đồng đều. Buồng khóa chân không là thiết bị đảm bảo mẫu thử được đưa đúng vào môi trường chân không cao của buồng thử chính. Sử dụng buồng khóa để nạp và tháo mẫu giúp ngăn ngừa mất chân không trong buồng chính và giảm nhu cầu xả chân không trước mỗi lần thử nghiệm.

Tổ chức của chúng tôi, đơn vị đã nỗ lực hỗ trợ các doanh nghiệp trong mọi lĩnh vực bằng nhiều nghiên cứu thử nghiệm, đo lường, phân tích và đánh giá đã thực hiện trong nhiều năm, có đội ngũ nhân viên hùng hậu luôn theo sát diễn biến của thế giới trong lĩnh vực khoa học và công nghệ và không ngừng cải thiện. Trong bối cảnh này, các dịch vụ thử nghiệm cũng được cung cấp cho các doanh nghiệp theo tiêu chuẩn "Phương pháp thử tiêu chuẩn ASTM E1559-09 về đặc tính thoát khí ô nhiễm của vật liệu tàu vũ trụ".