ASTM E1559-09 航天器材料污染排气特性的标准测试方法

美国材料与试验协会（ASTM）制定的标准“ASTM E1559-09 航天器材料污染放气特性标准测试方法”描述了一种测试方法，其中包括一种数据生成技术，用于表征材料放气产物的释放动力学。该技术既可以确定材料在真空环境中释放的总质量通量，也可以确定材料在各种特定温度下的表面上沉积的情况。

该测试方法包括测试设备和相关操作程序，以评估暴露在 298 至 398 K 温度下的材料的总质量流量。样品喷射室外的压力小于 7 x 10 Pa。在材料脱气测试期间测量沉积速率。其中包括收集数据的测试程序以及处理和呈现收集到的数据的测试方法。

该测试方法可用于生成支持预测分子污染物的形成、迁移和积累的数学模型所需的数据。可以测试所有类型的有机、聚合物和无机材料。这些包括聚合物填充化合物、泡沫、弹性体、薄膜、胶带、绝缘材料、热缩管、粘合剂、涂料、织物、绑扎线和润滑剂。

本标准有两种测试方法。测试方法 A 使用标准样品和收集器温度。测试方法 B 允许用户灵活地指定样品和收集器温度、材料和测试几何形状以及用户指定的石英晶体微天平。

就本标准而言，适用以下术语和定义：

• AT切割晶体是指在很宽的温度范围内最小化温度系数（频率随温度的变化）的石英晶体取向。
• 共沸混合物是指两种或两种以上液体蒸馏时其成分不发生改变的溶液。
• 收集的挥发性可凝性物质是从测试样品中除去的气态物质的量，这些物质在保持在规定的恒定温度下持续规定的时间的收集器上凝结，并在测试之前和测试室外进行测量。
• 差示扫描量热法 (DSC) 是一种在物质和参考材料接受受控温度程序的同时，测量输入物质和参考材料的能量差异随温度变化的技术。
• 扩散室是放置在真空中的容器，可以将材料样本放入其中并加热到特定温度。

本测试方法中描述的测试设备用于测量用于开发动力学表达式的模型中的放气速率数据，该模型用于预测分子污染物的演变以及这些污染物在航天器表面的迁移和沉积。该测试方法可以表征在温度和真空条件下会放气的挥发性物质的材料。本测试方法中使用的石英晶体微量天平提供了一种用于测量极少量累积质量的灵敏技术。除了为动力学表达式提供数据之外，简​​化的数据还可用于比较不同材料的放气行为，以用于材料选择的目的。

该标准有两种测试方法：

• 测试方法 A 是使用规定配置和温度的标准程序。
• 测试方法 B 允许使用航天器系统特定的温度、配置和 QCM 收集器表面涂层。

测量是通过将材料样品放置在一个喷射室中进行的，这样从喷射室孔口流出的排气流就会撞击到三个用于对孔口进行成像的石英晶体微量天平上。第四个石英晶体微天平是可选的。渗出池在高真空室内保持恒温，并有一个朝向石英晶体微量天平的小孔。石英晶体微量天平根据选定的温度进行控制。总放气率是根据低温冷却石英晶体微天平的收集率确定的。在等温测试结束时，以受控方式加热石英晶体微量天平，以确定沉积物的蒸发特性。

将渗出池从真空锁定室装入主测试室，并放置在相对于石英晶体微天平表面的固定距离和角度处。控制扩散室的温度以确保样品的连续均匀加热。真空锁定室是确保试验样品正确插入主试验室高真空的装置。使用锁定室装载和卸载样品可防止主室的真空损失，并减少每次测试前释放真空的需要。

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