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航太測試 · 空間

Outgassing

ASTM E595ECSS-Q-ST-70-02NASA-STD-6016
航太測試 實驗室工作

Outgassing是什麼?

除氣測試是一種測試,其中材料在高真空和高溫下釋放的揮發性物質被測量為總質量損失(TML)並收集揮發性可冷凝材料(CVCM)。

Outgassing的目的

目的是驗證用於太空船的材料不會污染光學表面和敏感零件。

Outgassing適用於哪些產品?

  • 黏合劑和填充材料
  • 電纜絕緣層和塗層
  • 聚合物結構元件
  • 熱控材料

Outgassing應用於哪些行業?

航太空間防禦電子產品

與Outgassing相關的標準

  • ASTM E595
  • ECSS-Q-ST-70-02
  • NASA-STD-6016

Outgassing的測試條件

真空
標準中定義的高真空度
溫度
ASTM E595 中為 125 °C
时间
24小時
測量數量
TML(總質量損失)和 CVCM(收集的揮發性可凝結物質)

Outgassing的測試設備

  • 高真空系統
  • 加熱樣品室和收集板
  • 微量天平
  • 溫控系統

Outgassing的樣品要求

  • 必須按照標準製備樣品質量
  • 測試前必須在規定的環境中進行調節
  • 初始質量必須在微量天平上測量
  • 標準中定義了樣品的數量

Outgassing的測試時程

真空24小時;再加上調節和稱重,需要幾天的時間。

Outgassing的測試程序

  1. 1對樣品進行調整並測量其品質。
  2. 2樣品被放置在真空室中。
  3. 3系統被抽真空至規定的真空。
  4. 4其在125°C下保持24小時。
  5. 5對樣品和收集板進行稱重。
  6. 6計算 TML 和 CVCM。

Outgassing的允收準則

驗收標準在空間規範中給出;通用標準是TML不超過1%,CVCM不超過0.1%。

結果評估

高 CVCM 會導致光學表面污染。在材料選擇時將這兩個值一起評估。

Outgassing測試報告

  • 適用標準
  • 真空度、溫度和持續時間
  • 初始質量和最終質量
  • TML 和 CVCM 值

認證

EUROLAB 擁有 IAF 和 ILAC 多邊認可安排締約方認證機構獲得的國際認可認證,根據 ISO/IEC 17025 實驗室測試、ISO/IEC 17020 檢查和監督以及 ISO/IEC 17021-1 和 ISO/IEC 17065 系統和產品認證。該鏈條確保所發布的報告和證書在全球範圍內得到接受。

是否可以在認可範圍內提供此測試取決於您的產品和所採用的標準;由於認證是基於方法的,因此範圍在報價階段以書面形式確認。

範圍和授權

相關規定

  • 空間材料規範(ECSS、NASA)

航太測試 — 此測試領域涵蓋哪些內容?

以下段落說明 Outgassing 測試所屬的領域;此測試本身的條件與允收標準列於上方各節。您產品專屬的範圍將在報價階段以書面確認。

航太測試證明設備在飛行環境中持續運作,並為適航文件提供證據。此領域可接受的故障機率比其他產業低數個數量級;這直接決定了測試範圍與驗證負擔。

此領域最顯著的特徵是可追溯性。飛機零件來自哪一爐熔煉、在哪座熱處理爐以何種循環加工、由哪位操作員焊接、由哪位檢驗人員核准,皆有紀錄。測試報告只是此鏈條中的一環;若鏈條斷裂,報告本身不具價值。

環境驗證依循 RTCA DO-160 進行,類別依設備在飛機上的安裝位置而定。安裝於座艙面板的裝置與安裝於機翼內的裝置,在同一章節下可能適用不同類別。因此閱讀 DO-160 報告時,必須清楚哪些章節適用哪些類別。

在軟體與複雜硬體方面,做法完全不同:證據不是測試而是流程保證。DO-178C 針對軟體、DO-254 針對複雜電子硬體,規定開發流程應如何進行以及應產出哪些證據。從需求到程式碼、從程式碼測試到覆蓋率分析,每一步都必須可追溯。測試軟體並不能使其可驗證;流程紀錄才可以。

在材料與特殊製程方面適用另一套規範。焊接採用 AWS D17.1,熱處理測溫採用 SAE AMS 2750,非破壞檢測人員採用 NAS 410。對於特殊製程(熱處理、鍍層、焊接、非破壞檢測、黏合),NADCAP 認證在供應鏈中實際上是強制性的;沒有 NADCAP,就無法向許多原始設備製造商銷售零件。

在品質系統方面採用 AS/EN 9100 系列:製造商適用 9100,維修機構適用 9110,經銷商適用 9120。沒有這些證書,實際上不可能進入航太供應鏈,且稽核比其他產業明顯更為詳盡。

偽冒零件風險是此領域特有的議題。電子元件供應鏈中使用獨立的標準與驗證方法(目視檢查、X光、開封與內部結構檢查、XRF)來偵測偽冒或翻新零件。

太空應用增加了額外層面:真空除氣、輻射耐受性、長時間熱真空循環,以及單一事件效應評估。

此領域的方法群組

  • 環境驗證

    RTCA DO-160章節:溫度與高度、振動、衝擊、濕度、沙塵、真菌、鹽霧、液體敏感性、結冰、雷擊。

  • 电磁类

    DO-160中的EMC章節;軍用平台上的MIL-STD-461及MIL-STD-704電源特性。

  • 软件与硬件保证

    DO-178C软件生命周期与DO-254硬件设计保证证据;需求可追溯性与覆盖率分析。

  • 材料与焊接

    AWS D17.1框架下的焊接资质认证、材料力学测试、金相分析与无损检测。

  • 特殊工艺控制

    SAE AMS 2750测温、涂层及热处理工艺验证、NADCAP审核准备。

  • 太空环境

    热真空循环、放气、辐射耐受性及声学/振动鉴定。

此領域常見混淆之處

  • 不存在所谓的"DO-160证书";DO-160是一项测试规范,其输出是鉴定报告。
  • 章节和类别的选择来自客户的设备规范;实验室不能自行做出该选择。
  • DO-178C与DO-254无法仅靠测试满足;证据在于开发过程的可追溯性。
  • AS9100证书并非产品批准;它是质量体系证书,零件批准另行进行。
  • 对于特殊工艺,未经NADCAP认证完成的工作即使技术上正确,在供应链中也不被接受。
  • MIL-STD-810与DO-160常被混淆:前者为军用规范,后者为民航规范,二者的测试剖面不同。

這些結果支持哪些決策

  • 适航性及TSO/ETSO文件
  • 进入航空航天供应链及供应商批准
  • 特殊工艺批准及NADCAP准备
  • 确定设计变更对鉴定的影响
  • 假冒零件风险管理及元件验证

相關測試

關於Outgassing的常見問題

TML 和 CVCM 是什麼意思?

TML 是材料損失的總質量的百分比。 CVCM 是這種損失在冷表面上凝結的部分,並且是光學污染的關鍵值。

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