恒溫恒濕航天器材料試驗箱
在探索浩瀚宇宙的征程中,航天器需經受太空環境考驗,這對制造材料性能要求極為嚴苛。作為關鍵檢測設備,通過精準模擬太空復雜環境,為篩選、研發高性能航天器材料發揮著不能缺少的作用。

模擬太空環境
太空環境復雜多變,從極寒到高溫,從近乎全部干燥到特定濕度環境,航天器材料均需應對。試驗箱具備寬泛且精準的溫濕度模擬能力,溫度范圍通常覆蓋 - 190℃的超低溫至 200℃高溫。在模擬太空極寒時,如航天器處于地球陰影區,低溫可達 - 180℃,試驗箱能穩定維持該低溫環境,考驗材料在低溫下的韌性、脆性及結構穩定性。而當航天器直面太陽輻射,表面溫度可飆升至 100℃以上,試驗箱也能實現高溫模擬,檢測材料在高溫下的熱膨脹、抗熱疲勞等性能。
濕度模擬同樣重要,盡管太空整體干燥,但在航天器內部,如宇航員生活艙、部分電子設備艙,可能存在一定濕度環境。試驗箱濕度控制范圍在 5% RH - 95% RH,通過精準調節,模擬航天器不同部位濕度條件,評估材料耐濕性、抗腐蝕性及在濕度變化下的性能穩定性。

精準的溫濕度控制
對于航天器材料測試,試驗箱的溫濕度控制精度與均勻度是關鍵指標。溫度精度可達 ±0.1℃,能精確控制溫度細微變化,確保材料性能測試準確性。例如,在研究某些對溫度敏感的新型合金材料時,精準溫度控制可捕捉材料在特定溫度區間的性能轉變。濕度精度達 ±2% RH,能嚴格把控濕度環境,對于航天器中使用的密封材料、電子元件封裝材料等,精準濕度模擬可有效檢測其在不同濕度下的密封性能、電氣絕緣性能等。
在溫濕度均勻度方面,試驗箱表現優秀,溫度均勻度可達 ±1℃,濕度均勻度達 ±3% RH。這意味著箱內各區域材料所處溫濕度環境高度一致,避免因環境差異導致測試結果偏差,為大規模材料測試提供可靠保障,無論是小型電子芯片材料,還是大型航天器結構部件材料,都能得到精準測試。


恒溫恒濕航天器材料試驗箱
適配航天需求的結構設計
箱體材質:內膽采用高純、耐高低溫、抗輻射不銹鋼或特殊合金,如因瓦合金,能有效抵御太空輻射及惡劣溫濕度侵蝕,確保試驗箱長期穩定運行且不影響材料測試結果。外膽使用高強度、耐沖擊、隔熱的碳纖維復合材料與隔熱陶瓷復合,不僅提供強大機械保護,還能有效阻隔外界熱量傳遞,維持箱內環境穩定。
保溫材料:多層真空絕熱材料結合納米氣凝膠等高效保溫材料,形成優秀的保溫結構,大大降低試驗箱能耗,同時減少外界環境對箱內溫濕度的干擾,保障模擬環境的準確性。
密封結構:運用太空級密封技術,金屬密封與特殊橡膠密封相結合,確保試驗箱在高真空與溫濕度環境下的密封性,防止氣體泄漏影響模擬環境,為航天器材料在接近太空真實環境下的測試提供保障。
觀察窗與測試孔:多層高強度、抗輻射玻璃觀察窗,配備加熱除霧、防輻射涂層,方便操作人員在不影響試驗環境的情況下,清晰觀察箱內材料變化。多種孔徑測試孔,用于連接各類測試線纜、傳感器,滿足對航天器材料多參數同步測試需求,實時獲取材料在模擬環境下的性能數據。

支撐航天材料研發全流程
新型材料研發:在研發新型航天器結構材料、熱控材料、電子材料等過程中,試驗箱模擬太空環境,幫助科研人員快速篩選材料,深入研究材料性能,優化材料配方與工藝,縮短研發周期,降低研發成本。例如,在研發新型輕質高強度復合材料用于航天器外殼時,通過試驗箱模擬太空環境測試,發現該材料在特定溫濕度循環下的潛在缺陷,進而改進工藝,提升材料性能。
材料質量檢測:依據嚴格的航天行業標準,如 NASA、ESA 等國際航天機構標準以及國內 CASC 相關標準,對生產的航天器材料進行全面質量檢測。試驗箱模擬多種工況,確保材料質量可靠,從源頭保障航天器飛行安全。如對用于航天器太陽能電池板的材料進行溫濕度、輻射等多因素綜合模擬測試,檢測其在實際太空環境下的發電效率、耐久性等性能,篩選出符合標準的優質材料。
材料失效分析:當航天器材料在實際使用或前期測試中出現性能下降、失效等問題時,利用試驗箱重現相關環境,分析材料失效原因,為改進材料性能、優化航天器設計提供依據。比如,針對航天器電子元件在飛行過程中出現的故障,通過試驗箱模擬太空環境,發現是材料在特定溫濕度下電氣性能劣化所致,從而推動材料改進與元件封裝工藝優化。