ASTM E1559-09 太空船材料污染排氣特性的標準測試方法

美國材料與試驗協會（ASTM）制定的標準「ASTM E1559-09 太空船材料污染放氣特性標準測試方法」描述了一種測試方法，其中包括一種數據生成技術，用於表徵材料放氣產物的釋放動力學。該技術既可以確定材料在真空環境中釋放的總質量通量，也可以確定材料在各種特定溫度下的表面上沉積的情況。

此測試方法包括測試設備和相關操作程序，以評估暴露在 298 至 398 K 溫度下的材料的總質量流量。樣品噴射室外的壓力小於 7 x 10 Pa。在材料脫氣測試期間測量沉積速率。其中包括收集資料的測試程序以及處理和呈現收集到的資料的測試方法。

此測試方法可用於產生支持預測分子污染物的形成、遷移和累積的數學模型所需的數據。可以測試所有類型的有機、聚合物和無機材料。這些包括聚合物填充化合物、泡沫、彈性體、薄膜、膠帶、絕緣材料、熱縮管、黏合劑、塗料、織物、綁紮線和潤滑劑。

本標準有兩種測試方法。測試方法 A 使用標準樣品和收集器溫度。測試方法 B 允許使用者靈活地指定樣品和收集器溫度、材料和測試幾何形狀以及使用者指定的石英晶體微天平。

就本標準而言，適用以下術語和定義：

• AT切割晶體是指在很寬的溫度範圍內最小化溫度係數（頻率隨溫度的變化）的石英晶體取向。
• 共沸混合物是指兩種或兩種以上液體蒸餾時其成分不會改變的溶液。
• 收集的揮發性可凝性物質是從測試樣品中除去的氣態物質的量，這些物質在保持在規定的恆定溫度下持續規定的時間的收集器上凝結，並在測試之前和測試室外進行測量。
• 差示掃描量熱法 (DSC) 是一種在物質和參考材料接受受管制溫度程序的同時，測量輸入物質和參考材料的能量差異隨溫度變化的技術。
• 擴散室是放置在真空中的容器，可以將材料樣本放入其中並加熱到特定溫度。

本測試方法中所述的測試設備用於測量用於開發動力學表達式的模型中的放氣速率數據，該模型用於預測分子污染物的演變以及這些污染物在太空船表面的遷移和沈積。此測試方法可以表徵在溫度和真空條件下會放氣的揮發性物質的材料。本測試方法中使用的石英晶體微量天平提供了一種用於測量極少量累積質量的靈敏技術。除了為動力學表達式提供數據之外，簡化的數據還可用於比較不同材料的放氣行為，以用於材料選擇的目的。

此標準有兩種測試方法：

• 測試方法 A 是使用規定配置和溫度的標準程序。
• 測試方法 B 允許使用太空船系統特定的溫度、配置和 QCM 收集器表面塗層。

測量是透過將材料樣品放置在一個噴射室中進行的，這樣從噴射室孔口流出的排氣流就會撞擊到三個用於對孔口進行成像的石英晶體微量天平上。第四個石英晶體微天平是可選的。滲出池在高真空室內保持恆溫，並有一個朝向石英晶體微量天平的小孔。石英晶體微量天平根據選定的溫度進行控制。總放氣率是根據低溫冷卻石英晶體微天平的收集率確定的。在等溫測試結束時，以受控方式加熱石英晶體微量天平，以確定沉積物的蒸發特性。

將滲出池從真空鎖定室裝入主測試室，並放置在相對於石英晶體微天平表面的固定距離和角度。控制擴散室的溫度以確保樣品的連續均勻加熱。真空鎖定室是確保試驗樣品正確插入主試驗室高真空的裝置。使用鎖定室裝載和卸載樣品可防止主室的真空損失，並減少每次測試前釋放真空的需要。

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