ICS 19.040 CSTM CCS A 21 团体标准 T/CSTM01323-2024 空间材料原子氧、紫外辐照和热循环综合 环境模拟试验方法 Test method for space environment simulation of atomic oxygen ultraviolet irradiation and thermal cycling of space materials 2024-10-31发布 2025-01-31实施 中关村材料试验技术联盟 发布
T/CSTM01323-2024 前言 本文件参照GB/T1.1-2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》和GB/T 20001.4-2015《标准编写规则第4部分：试验方法标准》的规定起草.
请注意本文件的某些内容可能涉及专利.
本文件的发布机构不承担识别专利的责任.
本文件由中国材料与试验标准化委员会无机非金属材料领域标准化委员会（CSTM/FC04）提出.
本文件由中国材料与试验标准化委员会无机非金属材料领域特种涂层标准化技术委员会 (CSTM/FC04/TC04)归口.
T/CSTM 01323--2024 空间材料原子氧、紫外辐照和热循环综合环境模拟试验方法 重要提示：使用本文件的人员应有正规实验室工作的实践经验.
本文件并未指出可能的安全问 题.
使用者有责任采取适当的安全和健康措施，并保证符合国家有关法规规定的条件.
1范围 本文件规定了空间材料原子氧、紫外辐照和热循环综合环境模拟试验的方法.
本文件适用于空间材料的原子氧、紫外辐照和热循环共同作用下的综合效应研究和应用.
2规范性引用文件 下列文件中的内容通过文中的规范性引用面构成本文件必不可少的条款.
其中，注日期的引用文件， 仅该日期对应的版本适用于本文件：不注日期的引用文件，其最新版本（包括的修改单）适用于本 文件.
GJB2502.1航天器热控涂层试验方法第1部分：总则 3术语和定义 下列术语和定义适用于本文件.
3. 1 原子氧通量密度atomicoxygenflux 单位时间内入射到单位表面积上的原子氧数量.
3. 2 原子氧累积通量atomic oxygen fluence 入射到单位表面积上的原子氧总数量.
3.3 紫外辐照度ultraviolet irradiance 单位时间内照射到单位表面积上的紫外光能量.
3. 4 紫外辐照剂量ultraviolet irradiation dose 照射到单位表面积上的紫外光总能量.
3.5 原子氧剥蚀率atomicoxygen erosionyield 综合作用后每个原子氧撞击到材料表面引起的体积变化.
3. 6 厚度损失thicknessloss 综合作用后引起的材料厚度减小量.
T/CSTM 01323-2024 4原理 将材料置于原子氧、紫外辐照和热循环综合环境模拟试验设备中，进行原子氧、紫外辐照和热循环 综合作用.
通过观察、测试、分析试验前后材料的外观、微观形貌、质量、电学、光学、热学及力学等 性能参数的变化，评价其抗空间原子氧、紫外辐照和热循环综合作用的能力.
5试验条件 5.1试验室环境条件 试验室环境为温度10℃～30℃，相对湿度60%以下.
5.2试样温度 试样温度按技术文件的规定.
5.3试验参数 5.3.1原子氧参数 原子氧能量、通量密度及累计通量按照技术文件规定执行.
5.3.2紫外辐照参数 紫外波段200nm~-400nm的紫外辐照加速因子不大于5，远紫外波段115nm~200nm的紫外辐照加 速因子不大于100.
5.3.3热循环参数 热循环参数应符合下列规定： a)热循环试验的温度一般为-100℃～100℃.
具体最高温度和最低温度按有关技术文件规定： b）热循环次数一般为100次（由最高温到最低温再到最高温为一次循环），具体循环次数按有关 技术文件的规定： c）热循环降温速率、升温速率及保温时间按技术文件要求：保温时间一般不低于5分钟，保温过 程中高温区温度变化范围为0℃~4℃，低温区温度变化范围-4℃~0℃.
5.3.4其他 原子氧累积通量、紫外辐照剂量与热循环次数不能全程同时进行时，应将试验时间少的因素分段与 试验时间长的因素共同作用，或按技术要求规定执行.
在不进行热循环试验时，试样温度应控制在10℃ ~40℃范围内，或按技术要求规定执行.
6仪器设备 6.1真空系统 6.1.1真空室应采用无油抽气系统.
6.1.2真空室本底真空度优于1.3×10²Pa.
6.1.3真空室内安装热沉，热沉温度应低于-60℃.
6.1.4真空系统连续空载运行24h后，真空室内的有机污染物不超过1×10-²g/cm².
6.2原子氧系统 6.2.1原子氧束刻蚀作用面积应大于试样面积.
6.2.2原子氧能量范围为3.0eV~10.0eV.
6.2.3原子氧通量密度一般为1×10OAtoms/（cm²s）~2×1olOAtoms/（cm²-s），原子氧通量 密度不均匀度不超过土10%.
3
T/CSTM01323-2024 6.2.4原子氧束与试样表面法线方向的夹角不超过土10°.
6.2.5标定原子氧通量密度的试样一般采用KaptonH或HN进行（其剥蚀率按3.00×10²cm/OAtoms 计算），厚度一般为0.05mm，直径不小于10mm的圆形或边长不小于10mm的方形件.
6.3紫外辐照系统 6.3.1紫外辐照面积应大于试样面积.
6.3.2近紫外辐照光源产生的紫外波长为200mm~400nm，辐照度为118W/m²~590W/m²，辐照度不 均匀性不超过±10%.
6.3.3远紫外辐照光源产生的紫外波长为115nm~200nm，辐照度为0.01W/m²~1W/m²，辐照度不均 匀性不超过±15%.
6.4热循环系统 6.4.1热循环系统的变温台表面配备温度传感器，测温精度优于1℃.
6.4.2热循环系统的变温范围满足热循环试验的需求，一般最低温度低于-100℃，最高温度高于100℃.
6.4.3热循环系统温度控制精度应优于土2℃.
6.5仪器 6.5.1天平：推荐使用电子天平，量程0g~40g，感量0.00001g.
6.5.2气体流量计：量程0sccm~20 sccm，控制精度0.1sccm. 6.5.3紫外光源：200mm~400nm紫外光源可采用超高压汞灯、超高压汞氯灯、超高压氯灯等，需滤 除其中的可见光和红外光：200nm以下的紫外光源可采用氢灯、氛灯或其它气体放电灯.
6.5.4紫外辐照度计：测试精度优于1W/m².
6.5.5氧气瓶：高纯氧，纯度不低于99.9%.
7试样 7.1试样尺寸应满足性能测试要求.
7.2每种试样应至少制备五个，通过外观和性能测试选出三个或三个以上试样参与试验，并分别编号， 具体按技术文件要求.
有多个试样时，应记录试样安装位置图.
7.3试样的其它要求按GJB2502.1中规定进行，对于破坏性测试试样设置参照试样，参照试样与被检试 样为同一批材料，并按7.2的要求准备：参照试样测试的性能参数为试验前性能数据.
8试验步骤 8.1试验前准备 8.1.1检查试验设备是否处于正常工作状态.
8.1.2检查试验设备是否清洁、无污染，必要时使用无水乙醇进行清洗.
8.1.3用已知原子氧剥蚀速率的标准试样KaptonH或HN（剥蚀率为3x1024cm/OAtoms）标定原子 氧通量密度.
在标定过程中通过调节微波源的输出功率来改变原子氧的通量密度.
标定完毕后，将试验 条件固化.
通量密度数值由公式（1）给出.
=Φ △m A.×n×px （I）...........
