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真空烘烤設備服務于航天器研制過程中的污染控制
來源：航天器環境工程 瀏覽 582 次 發布時間:2024-08-05
污染對航天器的影響不可忽略。美國在20世紀70—80年代就有24顆衛星因污染影響而性能下降或失效。可見，污染已經成為影響航天器壽命和可靠性的重要因素之一，必須采取相應的控制和防護措施。
材料的真空放氣產物是航天器污染的主要來源之一。對于某些放氣率比較高、而在航天器上又不得不使用的材料，須在使用前通過真空烘烤提前將材料中的揮發性物質釋放出來，以減輕航天器入軌后因材料的放氣率而引起的污染。
真空烘烤是當前航天器研制中普遍采用的技術措施。美國NASA戈達德空間飛行中心（GSFC）建立了一批專用的烘烤設備，并制定烘烤技術流程，對哈勃望遠鏡等諸多光學系統和污染敏感部件成功進行了污染控制。歐空局的ESTEC也有相應的真空烘烤設備。
真空系統組成原理圖
試驗測試
將結構與機構產品模擬試件放入容器進行+120℃抽真空能力測試。在通入液氮，有載狀態，且熱沉溫度≤100 K時，測量容器真空度優于1.5×10-4Pa。
將200M腈綸絲套管放入容器進行+80℃烘烤測試，并用石英晶體微量天平進行污染物揮發量監測。開機后，石英晶體微量天平測量的初始值為4.554 3×10-7g/cm2；45min后為4.556 7×10-7g/cm2，變化量為2.4×10-10g/cm2；又經65 min后為4.553 7×10-7g/cm2，變化量為-6×10-11g/cm2，并趨于穩定，單位時間內揮發量已經變得很小。由此可見，該套設備具備有效的烘烤去污染能力。
該套設備可以進行±100℃范圍內的熱真空試驗，試驗過程中真空度優于1.0×10-3Pa，控溫精度優于±0.5℃。此外，該套設備烘烤筒上的屏蔽保溫罩拆卸方便，拆下后，加熱籠可以獨立工作。
結論
用于結構與機構污染物去除的真空烘烤設備同時具備真空烘烤和熱真空試驗的功能，適用于各類單機產品。自投入使用以來，設備運行狀況良好，利用率較高，已成功完成了多次結構與機構產品的去污染真空烘烤試驗和熱真空試驗。今后還需對污染物去除的真空烘烤工藝流程進行優化研究，以更好地服務于航天器研制過程中的污染控制。