一種紫外輻照增強汙染的測試方法
2023-04-29 00:35:46 2
專利名稱：一種紫外輻照增強汙染的測試方法
技術領域：
本發明涉及一種紫外輻照增強汙染的測試方法，屬於空間技術領域。
技術背景
在太空飛行器運行過程中，會受到紫外輻照的影響，也會受到材料自身出氣汙染影響。 由於存在著多種空間環境效應，那麼在兩種或多種空間環境效應之間就有可能發生協同作用，由此產生的綜合結果可能比單一環境效應引起的材料性能降低的總和更為嚴重，如太陽紫外和分子汙染之間的協同作用。以美國GPS BLOCK衛星為例，在軌道上運行的太陽能電池陣在光照的作用下表面溫度很高，對大多數汙染物來講，它們在太陽能電池陣表面停留的時間很短，理論上認為電池陣不會被汙染。然而，太陽能電池陣功率衰減過高的速率使大家推測，紫外引起了分子間的聚合反應，這些反應使汙染物沉積到物體表面，並且沉積的汙染物在物體表面發生了定影，不會因為溫度的升高而消除。這些協同影響對太空飛行器在軌運行的危害更為嚴重。
國內現行的各項測試中都是僅考慮單因素效應，即只考慮汙染的測試，或是只考慮紫外輻照的測試。雖然能通過檢測材料的出氣和抗輻射性能對星用材料進行初步篩選， 但是單一的測試方法已不能滿足當今測試星用材料的要求。因此迫切需要將兩種測試手段結合，開發穩定、可靠的適合於紫外輻照的增強汙染的方法，以更好滿足太空環境，為太空飛行器長壽命、高可靠性的要求提供技術保障。發明內容
針對現有技術中對於汙染物對太空飛行器材料的影響僅考慮單因素效應的缺陷，本發明的目的是在太空飛行器提供一種紫外輻照增強汙染的測試方法，對太空飛行器材料篩選提供評價準則。
為實現上述目的，本發明的技術方案如下
一種紫外輻照增強汙染的測試方法，所述方法對材料受到紫外輻照的汙染和材料自身出氣汙染的雙因素效應結合進行測試，具體技術方案如下
第一部分、對材料先進行紫外輻照，再通過真空出氣性能測試衡量紫外輻照對汙染的影響。從而獲得材料紫外輻照後總質量損失(TML)以及可收集的可凝揮發物值(CVCM) 的變化；
第二部分、對材料先進行真空出氣性能測試，獲得收集到的可凝結汙染物，再進行紫外輻照實驗，觀察可凝結汙染物的形貌以及原子變化；
其中，第一部分的具體步驟如下
步驟一、用有機溶劑將材料清洗後，置於溫度23°C 士2°C、溼度30% 士2%的環境中M小時，再將材料製備為邊長為1. 5 3mm的立方體試樣；若材料厚度不足1. 5mm,按材料厚度製備為長寬為1. 5 3mm的片狀試樣；
其中，所述材料為固態非金屬材料；
有機溶劑為酒精或丙酮，超聲清洗2 3次，每次清洗5 10分鐘；
步驟二、將步驟一中得到的試樣進行紫外輻照3 30小時；
步驟三、將經過紫外輻照後的試樣以及未經紫外輻照的試樣在沉積基底為鋁箔、 壓強彡IX 10_3Pa、加熱溫度為50°C 150°C、收集溫度為0 30°C、試驗時間為10 40小時的條件下，依據標準QJ1558進行真空出氣性能測試，得到試樣的總質量損失和可收集的可凝揮發物值，評價試樣經紫外輻照後的真空出氣性能。
其中，第二部分的具體步驟如下
步驟一、第一部分中的步驟一；
步驟二、將步驟一中得到的試樣分別用有機玻璃和鋁箔作為沉積基底，在壓強彡IX 10_3Pa、加熱溫度為50°C 150°C、收集溫度為0 30°C、試驗時間為10 40小時的條件下，依據標準QJ1558進行真空出氣性能測試；
步驟三、將經過真空出氣性能測試後的試樣進行紫外輻照3 30小時；
步驟四、將經過紫外輻照後，沉積基底為有機玻璃的試樣在顯微鏡下觀察紫外輻照前後的形貌變化；
步驟五、將經過紫外輻照後，沉積基底為鋁箔的試樣用X射線光電子譜儀(XPS)測試原子化合價變化。
其中在第一部分和第二部分中，紫外輻照光源來自於汞氙燈或真空紫外，汞氙燈波長為200 400nm，在近紫外範圍；真空紫外輻照是將汞燈和試樣放置在壓強彡1 X 10_3Pa 的環境中進行，真空紫外波長為115 200nm，在遠紫外範圍。
有益效果
目前國內外對於汙染物對太空飛行器材料的影響僅考慮單因素效應，本發明將紫外輻照與真空性能出氣測試方法結合使用，可以更加準確地測定星用材料的出氣和抗輻射性能，為衛星汙染的防護提供有價值的工程數據。
圖1為實施例第二部分製備得到的試樣未經紫外輻照的顯微鏡相圖2為實施例第二部分製備得到的試樣經紫外輻照6小時的顯微鏡相圖3為實施例第二部分製備得到的試樣經紫外輻照12小時的顯微鏡相圖4為實施例第二部分製備得到的試樣經紫外輻照25小時的顯微鏡相圖。
具體實施方式
下面通過具體實施例來詳細描述本發明
實施例
選用⑶414矽橡膠在室溫，溼度30% 士2%的條件下固化M小時後，得到測試用材料。
第一部分、對材料先進行紫外輻照，再通過真空出氣測試衡量紫外輻照對汙染的影響。從而獲得材料紫外輻照後總質量損失以及可收集的可凝揮發物值的變化，具體步驟如下
步驟一、用酒精將材料超聲清洗3次，每次清洗5min後，置於溫度23°C 士2°C、溼度30% 士2%的環境中M小時，再將材料製備為厚度為2mm，長寬為2mm的片狀試樣；
步驟二、取四個步驟一中得到的試樣，分別在波長為200 400nm的汞氙燈下進行紫外輻照0、6、12、25小時，相應試樣分別編號為1 4 ；
步驟三、將經過紫外輻照後的試樣2 4以及未經紫外輻照的試樣1在沉積基底為鋁箔、壓強7X 10_4Pa、加熱溫度125°C、收集溫度25°C、試驗時間M小時的條件下，依據標準QJ1558進行真空出氣性能測試，得到試樣的總質量損失和可收集的可凝揮發物值，以評價試樣經紫外輻照後的真空出氣性能，得到表1 ；
表1試樣的總質量損失和可收集的可凝揮發物值
權利要求
1.一種紫外輻照增強汙染的測試方法，其特徵在於所述方法的技術方案如下第一部分、對材料先進行紫外輻照，再通過真空出氣性能測試衡量紫外輻照對汙染的影響，從而獲得材料紫外輻照後總質量損失以及可收集的可凝揮發物值的變化；第二部分、對材料先進行真空出氣性能測試，獲得收集到的可凝結汙染物，再進行紫外輻照實驗，觀察可凝結汙染物的形貌以及原子變化。
2.根據權利要求1所述的一種紫外輻照增強汙染的測試方法，其特徵在於第一部分的具體步驟如下步驟一、用有機溶劑將材料清洗後，置於溫度23°C 士2°C、溼度30% 士2%的環境中M 小時，再將材料製備為邊長為1. 5 3mm的立方體試樣；若材料厚度不足1. 5mm,按材料厚度製備為長寬為1. 5 3mm的片狀試樣；步驟二、將步驟一中得到的試樣進行紫外輻照3 30小時；步驟三、將經過紫外輻照後的試樣以及未經紫外輻照的試樣在沉積基底為鋁箔、壓強彡IX 10_3Pa、加熱溫度為50°C 150°C、收集溫度為0 30°C、試驗時間為10 40小時的條件下，依據標準QJ1558進行真空出氣性能測試，得到試樣的總質量損失和可收集的可凝揮發物值；其中，步驟一中所述材料為固態非金屬材料；有機溶劑為酒精或丙酮，超聲清洗2 3 次，每次清洗5 10分鐘。
3.根據權利要求1所述的一種紫外輻照增強汙染的測試方法，其特徵在於第二部分的具體步驟如下步驟一、用有機溶劑將材料清洗後，置於溫度23°C 士2°C、溼度30% 士2%的環境中M 小時，再將材料製備為邊長為1. 5 3mm的立方體試樣；若材料自身厚度不足1. 5mm，按材料實際厚度製備為長寬為1. 5 3mm的片狀試樣；步驟二、將步驟一中得到的試樣分別用有機玻璃和鋁箔作為沉積基底，在壓強彡IX 10_3Pa、加熱溫度為50°C 150°C、收集溫度為0 30°C、試驗時間為10 40小時的條件下，依據標準QJ1558進行真空出氣性能測試；步驟三、將經過真空出氣性能測試後的試樣進行紫外輻照3 30小時；步驟四、將經過紫外輻照後，沉積基底為有機玻璃的試樣在顯微鏡下觀察紫外輻照前後的形貌變化；步驟五、將經過紫外輻照後，沉積基底為鋁箔的試樣用X射線光電子譜儀測試原子化合價變化。其中，步驟一中所述材料為固態非金屬材料；有機溶劑為酒精或丙酮，超聲清洗2 3 次，每次清洗5 10分鐘。
全文摘要
本發明涉及一種紫外輻照增強汙染的測試方法，屬於空間技術領域。所述方法採用方案一和/或方案二對材料進行紫外輻照和真空出氣性能測試，其中方案一、對材料先進行紫外輻照，再通過真空出氣性能測試衡量紫外輻照對汙染的影響。從而獲得材料紫外輻照後總質量損失以及可收集的可凝揮發物值的變化；方案二、對材料先進行真空出氣性能測試，獲得收集到的可凝結汙染物，再進行紫外輻照實驗，觀察可凝結汙染物的形貌以及原子變化。本發明將紫外輻照與真空性能出氣測試方法結合使用，可以更加準確地測定星用材料的出氣和抗輻射性能，為衛星汙染的防護提供有價值的工程數據。
文檔編號G01N17/00GK102507424SQ20111032150
公開日2012年6月20日 申請日期2011年10月20日 優先權日2011年10月20日
發明者莊建宏, 楊生勝, 楊青, 王鷁, 田海, 石紅, 薛玉雄, 郭興, 高欣 申請人:中國航天科技集團公司第五研究院第五一〇研究所