第二章空间真空环境及其效应
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B容器 1.6~2.2
2.3.3 真空抽气系统： 要求：空间环境模拟室具有体积大、环境清洁、放气 量大、真空度高、抽气速度要求快等特点，因此对配 置和选择真空泵的方法、真空系统的设计程序和结构 设计、真空材料的选择，都有所不同，对系统的设计 提出更高的要求
真空抽气系统的选择：
（1）小型热真空罐：真空度优于10-4Pa，前级用机械 泵，低温泵、分子泵或油扩散泵，
❖ 热偶真空计
气体分子热传导与压力有关。在一玻璃管壳中支撑一根热丝， 热丝通以电流加热，使其温度高于周围气体和管壳的温度， 于是在热丝和管壳之间产生热传导。当达到热平衡时，热丝 的温度决定于气体热传导，因而也就决定于气体压力。
❖ 电离真空计
利用低压下气体分子被荷能粒子碰撞电离，产生的离子流随 电力变化的原理。如：热阴极电离真空计、冷阴极电离真空 计和放射性电离真空计等。
第二章
空间真空环境及试验技术
2.1 空间真空环境
❖ 是指在给定空间内低于一个大气压力的气体状态， 也就是该空间内气体分子密度低于该地区一个大气 压的分子密度。
❖ 气压和分子密度同步变化，标准状态（0C，101325Pa） 下，气体的分子密度为2.6870 1025/m3；真空度为1.33 104Pa时，气体分子密度为3.24 1016/m3。
❖ 冷焊发生三要素：高真空、相同金属材料、压力
❖ 危害：活动部件、支承、传动、触点部位都可能出 现故障。冷焊将加速轴承的磨损，减少其工作寿命， 使电机滑环、电涮、继电器和开关触点接触不良， 天线或重力梯度杆展不开，太阳电池阵板、散热百 叶窗打不开等。
❖ 防止冷焊的措施：选择不易发生冷焊的配偶材料， 在接触表面涂覆固体润滑剂或设法补充液体润滑剂， 涂覆不易发生冷焊的材料膜层（碳化钨涂层）。
❖ 2)快速真空度测量
❖ 在发动机高空点火模拟试验中，要求测出2次点火 之间短时压力的快速变化。在火箭发射阶段的模拟 中，快速测量压力变化，其反应时间约为几百微秒 量级，因此要求高精度、宽量程、高可靠性。
❖ 3)超音速气流真空度测量
❖ 在低密度级风洞（压力大于10-2 Pa），将会遇到马 赫数为1～10的超音速气流。在太阳风的模拟中， 将会遇到300km/s～500km/s的超音速等离子体 （质子加电子），密度约10个/cm3。
❖ 5、粘着和冷焊效应
❖ 粘着和冷焊效应一般发生在10－７Pa以上的超高真 空环境下。
❖ 发生机理：在真空中固体表面的吸附气膜、污染膜 以致氧化膜被部分或全部清除，从而形成清洁的材 料表面，使表面之间出现不同程度的粘合现象，称 为粘着。如果除去氧化膜，使表面达到原子洁净程 度，在一定压力负荷和温度下，可进一步整体粘着， 即引起冷焊。
电离真空规
BA真空规
热偶真空规
❖ 压力测量的特殊性
❖ 1)定向压力效应
❖ 分子沉：太空的分子密度十分稀薄，从航天器飞出 的分子无碰撞地沉没于无限宇宙空间之中不再返回。 所以广阔的太空是个具有无限抽气速率的“分子 沉”。
❖ 在空间模拟室内，真空规面向试件所测得的分子流 压力值比面向真空容器壁板所测得的分子流压力值 高1~2个数量级。这就是分子沉效应，因此试验中 应考虑真空规管安装的位置、方向、形式，以真实 反映真空度。
❖ 2.5.1 空间真空环境下的液体润滑技术
❖ 在空间真空环境中用的液体润滑剂应选用饱和蒸气 压较低的润滑油，应将其封闭在一个小空间内，以 防止蒸气直接向空间蒸发。
❖ 2.5.2 空间真空环境下的固体润滑技术
❖ 固体润滑是利用有润滑性的固体，采用一定的结构 形式，达到润滑的目的。
❖ 为了保护相对运动中的表面不受损伤，并降低摩擦 与磨损而使用的薄膜或粉状固体物质。
（电弧放电故障）
❖ 金属由于发射次级电子而受到侵蚀，电子碰撞会引 起温度升高，而使附近气体压力升高，甚至会造成 严重的电晕放电。射频空腔波导管等装置有可能由 于微放电而使其性能下降，甚至产生永久性失效。
电子元器件故障或失效
❖ 3、真空出气效应
❖ 当真空度高于10-2Pa时，气体会不断地从材料表面 释放出来。这些气体的来源是：
（2）大型环境模拟器：真空度优于10-4Pa，前级用机 械泵，用低温泵，避免油污染。
真空抽气系统的选择：
（3）冷焊、干摩擦试验设备：真空度优于10-7Pa，用 低温泵、分子泵，无油抽气
（4）发动机羽流污染试验设备：真空度优于10-5Pa， 要求大抽速，用低温泵、油扩散泵。
（5）火箭发动机点火试验设备：真空度优于10-4Pa， 用空气引射泵、扩压器、油扩散泵、低温泵，试验真 空下点火、燃烧、再启动性能
1Cr18Ni9
KM6空间模拟器
真空容器由三个容器组成：
主容器（立式）：直径12m，
高22.4m
辅容器（卧式）：直径7.5m，
长15m
载人试验舱： 直径5m，
长15m
总容积：
3200m3
总质量：
420t
3. 尺寸： DM：模拟器有效直径， DV：航天器特征尺寸
(
DM DV
)2
1
1
1
1
1
δ1：试验误差，设定3% ε1：热沉发射率，取0.9 热沉：对光、热、气体分子有强吸收能力的能够模
（6）航天员训练舱：真空度优于10-2Pa，用水环泵、 罗茨泵、机械泵
❖ 机械泵：有叶片式、螺杆式、柱塞式等，价格低
❖ 油扩散泵：利用低压、高速油蒸汽射流原理的真空 泵，抽速大
德国机械泵
油扩散泵
❖ 分子泵：利用高速旋转的转子把动量传给气体分子， 使分子获得速度后排出。无污染。
❖ 低温泵：利用低温表面冷凝气体而获得真空的原理， 无污染、真空度大。
❖ 1 200km处,大气压力10-9Pa； ❖ 10 000km处,大气压力为10-10Pa； ❖ 月球表面大气压力为10-10 Pa～10-12Pa，大
约相当于有100个氢分子/cm3; ❖ 银河系星际大气压力为10-13 Pa～10-18Pa。
❖ 真空测量单位
❖ 真空度通常可以用压强表示，压强为气体分子作 用在单位面积上的力的法向分量。
❖ 物理模拟是指模拟空间的实际真空环境。 ❖ 效应模拟是指空间真空环境模拟试验与空间
真空环境试验的一致性. ❖ 数值模拟是用数学模型代替实际系统的模拟
试验。
2.3.2 真空容器： 1. 结构形式：圆柱、箱形、球、圆锥
圆柱：强度、材料消耗、空间利用率、制造性等综 合性能好。 小型罐：0~2m直径 中型罐：2~6m直径 大型罐：6m以上直径 2. 材料：不锈钢
❖ 6、真空环境下的热辐射效应
❖ 在空间真空环境下，航天器与外界的传热主要通过 辐射形式，因此，航天器表面的辐射特性对航天器 的温度控制起着重要作用，为了使航天器保持在允 许的热平衡温度下，航天器的热设计必须考虑空间 真空环境下传热以辐射与接触传热为主导的效应。
2.3 真空环境模拟技术
2.3.1 分类：
❖ 完全没有气体的空间状态称为绝对真空，绝对真空实际上是 不存在的。
❖ 真空区域划分： ❖ 根据国军标GB3163-82，真空区划分为如下区段： ❖ 低真空：105～102Pa （0~50Km) ❖ 中真空： 102～10-1Pa （50~90Km) ❖ 高真空： 10-1～10-5Pa （90~330Km) ❖ 超高真空： ＜10-5Pa （330Km以上)
❖ （1）国际单位 ❖ 通常用压力单位Pa（帕）表示，1Pa 为1m2面积
上作用1N的力，即： 1Pa= 1N/ m2 ❖ （2）高斯单位 ❖ 通常用压力单位Tor（托）表示，1 Tor=133Pa
2.2 真空环境效应
❖ 1、压力差效应 ❖ 压力差效应在105Pa～102Pa的真空范围内发生。压
力差效应会使密封舱变形或损坏，因此增大了贮罐 中液体或气体的泄漏，缩短了使用时间。 ❖ 真空环境下的泄漏故障 ❖ 约５０％的重大故障与真空环境泄漏有关。 ❖ １９７１年６月３０日苏联“联盟”１１号飞船的 ３名航天员返回地面时，因返回舱真空室漏气均窒 息死亡。
❖ 据统计，因真空环境下泄漏，全世界至少有２０枚 火箭发生爆炸。其中：有造成火箭发动机试验时提 前关机或未能二次点火；有火箭升空后未达到预定 推力，卫星偏离轨道不能入轨；有火箭升空后引起 爆炸，星箭自毁等。
❖ 据统计，全世界至少有８颗卫星因泄漏而发射失败， １０多颗卫星产生重大故障而缩短寿命或未达到使 用功能。
❖ 罗茨泵：旋转式变容积真空泵（罗茨风机）。
2.4 真空度测量技术
❖ 电离真空计、热偶真空计、压阻真空计、 B-A真空规、石英 真空计、全量程真空规
❖ 真空计的选择： ❖ （1） 105～102Pa 压阻真空计、静态变形式真空计 ❖ （2） 102～10-1Pa 热偶真空计 ❖ （3） 10-1～10-4Pa 电离真空计 ❖ （4） 10-4～10-8Pa B-A真空规 ❖ （5） 105～10-7Pa 全量程真空规
❖ 我国也有５颗卫星因泄漏而产生故障。
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❖ 2、真空放电效应
❖ 真空放电效应发生在103Pa～10-1Pa低真空范围。 当电极之间发生自激放电时称为电击穿。对于航天 器发射上升阶段必须工作或通电的电子仪器，应防 止任何放电的可能。
（短路故障）
❖ 当真空度达到10-2Pa或更高时，在真空中分开一定 距离的两块金属表面受到具有一定能量的电子碰撞 时，会从金属表面激发出更多的次级电子，形成微 放电。
拟空间冷黑环境的结构，用铜、铝、不锈钢制造， 表面黑色。
( DM ) 1.94 DV
❖ 模拟器与航天器特征尺寸比的确定 采用太阳模拟方法： 3 采用红外模拟方法： 1.5 采用接触式电加热法： 2~3 KM6模拟器： 飞船 3 空间站 2.3
美国： 1.5~2.5 约翰逊试验中心： A容器 1.9~2.6
❖ 严重的分子污染会降低观察窗和光学镜头的透明度， 改变热控涂层的性能，减少太阳能电池的光吸收率，
增加电器元件的接触电阻等。
❖ 4、材料蒸发升华和分解效应
❖ 材料在空间真空环境下的蒸发、升华和分解都会造 成材料组分的变化，引起材料质量损失（简称质 损），造成有机物的膨胀，改变材料原有性能如热 物理性能和介电性能等。
❖ 一般质损1%～2%时，材料的宏观性质无重大变化； 但质损达１０％时，材料性质出现明显的变化。因 此，一般把每年质损小于１０％作为航天器材料的 标准。
❖ 航天器表面材料不均匀的升华，引起表面粗糙，使 航天器表面光学性能变差。在高真空下材料的内、 外分界面可能变动，引起材料机械性能的变化。由 于蒸发缺少氧化膜或其他表面保护膜，因而可能改 变材料表面的适应系数及表面辐射率，显著改变材 料的机械性能、蠕变强度和疲劳应力等。
2.5 空间真空环境润滑技术
航天器中的天线运转、太阳电池阵的展开和百 叶窗的开闭等都有转动机构，姿控系统中的红外地 平仪、动量轮、空间探测仪器，其对接与分离机构 中有滚动轴承、滑动轴承、齿轮等活动部件，这些 部件在空间真空环境下要考虑摩擦、磨损、润滑问 题，除了选择合适的配偶材料，对润滑剂的选用应 考虑在真空下不易挥发、不变质、不污染航天器等
❖ ①原先在材料表面吸附的气体，在真空状态下从表 面脱附；
❖ ②原先溶解于材料内部的气体，在真空状态下从材 料内部向真空边界扩散，最后在界面上释放，脱离 材料；
❖ ③渗透气体通过固体材料释放出来
❖ 分子污染 航天器材料在空间真空环境下出气，通 过分子流动和物质迁移而沉积在航天器其他部位上 造成的污染，称为分子污染。
❖ 空间真空度随高度变化情况 ❖ 海平面： 101308Pa ❖ 100km, 2.64×10-2Pa; 500km, 9.52×10-8Pa ❖ 200km, 7.50×10-5Pa; 600km, 4.12×10-8Pa ❖ 300km, 5.96×10-6 Pa;700km, 1.85×10-8Pa ❖ 400km, 8.69×10-7 Pa; 800km,1.03×10-8Pa
❖ 固体润滑剂按种类划分有：层状晶体结构物质、非 层状无机物、金属薄膜、塑料、合成膜、化合膜等。
❖ 2.5.3 自润滑材料 ❖ 石墨、陶瓷、复合材料等
2.6 空间真空检漏技术
1）氦质谱检漏法 检漏原理：氦气分子量小、质量轻、操作安全、洁净，
适合作为检漏气体。 质谱仪的核心部分是电离室，氦气经灯丝加热后 进入电离室，将氦气电离成正离子，通过加速使离子进入 磁场，磁力作用下形成圆弧轨道，氦离子质量小，轨道半 径就小，在接收极可被检出。
2.3.3 真空抽气系统： 要求：空间环境模拟室具有体积大、环境清洁、放气 量大、真空度高、抽气速度要求快等特点，因此对配 置和选择真空泵的方法、真空系统的设计程序和结构 设计、真空材料的选择，都有所不同，对系统的设计 提出更高的要求
真空抽气系统的选择：
（1）小型热真空罐：真空度优于10-4Pa，前级用机械 泵，低温泵、分子泵或油扩散泵，
❖ 热偶真空计
气体分子热传导与压力有关。在一玻璃管壳中支撑一根热丝， 热丝通以电流加热，使其温度高于周围气体和管壳的温度， 于是在热丝和管壳之间产生热传导。当达到热平衡时，热丝 的温度决定于气体热传导，因而也就决定于气体压力。
❖ 电离真空计
利用低压下气体分子被荷能粒子碰撞电离，产生的离子流随 电力变化的原理。如：热阴极电离真空计、冷阴极电离真空 计和放射性电离真空计等。
第二章
空间真空环境及试验技术
2.1 空间真空环境
❖ 是指在给定空间内低于一个大气压力的气体状态， 也就是该空间内气体分子密度低于该地区一个大气 压的分子密度。
❖ 气压和分子密度同步变化，标准状态（0C，101325Pa） 下，气体的分子密度为2.6870 1025/m3；真空度为1.33 104Pa时，气体分子密度为3.24 1016/m3。
❖ 冷焊发生三要素：高真空、相同金属材料、压力
❖ 危害：活动部件、支承、传动、触点部位都可能出 现故障。冷焊将加速轴承的磨损，减少其工作寿命， 使电机滑环、电涮、继电器和开关触点接触不良， 天线或重力梯度杆展不开，太阳电池阵板、散热百 叶窗打不开等。
❖ 防止冷焊的措施：选择不易发生冷焊的配偶材料， 在接触表面涂覆固体润滑剂或设法补充液体润滑剂， 涂覆不易发生冷焊的材料膜层（碳化钨涂层）。
❖ 2)快速真空度测量
❖ 在发动机高空点火模拟试验中，要求测出2次点火 之间短时压力的快速变化。在火箭发射阶段的模拟 中，快速测量压力变化，其反应时间约为几百微秒 量级，因此要求高精度、宽量程、高可靠性。
❖ 3)超音速气流真空度测量
❖ 在低密度级风洞（压力大于10-2 Pa），将会遇到马 赫数为1～10的超音速气流。在太阳风的模拟中， 将会遇到300km/s～500km/s的超音速等离子体 （质子加电子），密度约10个/cm3。
❖ 5、粘着和冷焊效应
❖ 粘着和冷焊效应一般发生在10－７Pa以上的超高真 空环境下。
❖ 发生机理：在真空中固体表面的吸附气膜、污染膜 以致氧化膜被部分或全部清除，从而形成清洁的材 料表面，使表面之间出现不同程度的粘合现象，称 为粘着。如果除去氧化膜，使表面达到原子洁净程 度，在一定压力负荷和温度下，可进一步整体粘着， 即引起冷焊。
电离真空规
BA真空规
热偶真空规
❖ 压力测量的特殊性
❖ 1)定向压力效应
❖ 分子沉：太空的分子密度十分稀薄，从航天器飞出 的分子无碰撞地沉没于无限宇宙空间之中不再返回。 所以广阔的太空是个具有无限抽气速率的“分子 沉”。
❖ 在空间模拟室内，真空规面向试件所测得的分子流 压力值比面向真空容器壁板所测得的分子流压力值 高1~2个数量级。这就是分子沉效应，因此试验中 应考虑真空规管安装的位置、方向、形式，以真实 反映真空度。
❖ 2.5.1 空间真空环境下的液体润滑技术
❖ 在空间真空环境中用的液体润滑剂应选用饱和蒸气 压较低的润滑油，应将其封闭在一个小空间内，以 防止蒸气直接向空间蒸发。
❖ 2.5.2 空间真空环境下的固体润滑技术
❖ 固体润滑是利用有润滑性的固体，采用一定的结构 形式，达到润滑的目的。
❖ 为了保护相对运动中的表面不受损伤，并降低摩擦 与磨损而使用的薄膜或粉状固体物质。
（电弧放电故障）
❖ 金属由于发射次级电子而受到侵蚀，电子碰撞会引 起温度升高，而使附近气体压力升高，甚至会造成 严重的电晕放电。射频空腔波导管等装置有可能由 于微放电而使其性能下降，甚至产生永久性失效。
电子元器件故障或失效
❖ 3、真空出气效应
❖ 当真空度高于10-2Pa时，气体会不断地从材料表面 释放出来。这些气体的来源是：
（2）大型环境模拟器：真空度优于10-4Pa，前级用机 械泵，用低温泵，避免油污染。
真空抽气系统的选择：
（3）冷焊、干摩擦试验设备：真空度优于10-7Pa，用 低温泵、分子泵，无油抽气
（4）发动机羽流污染试验设备：真空度优于10-5Pa， 要求大抽速，用低温泵、油扩散泵。
（5）火箭发动机点火试验设备：真空度优于10-4Pa， 用空气引射泵、扩压器、油扩散泵、低温泵，试验真 空下点火、燃烧、再启动性能
1Cr18Ni9
KM6空间模拟器
真空容器由三个容器组成：
主容器（立式）：直径12m，
高22.4m
辅容器（卧式）：直径7.5m，
长15m
载人试验舱： 直径5m，
长15m
总容积：
3200m3
总质量：
420t
3. 尺寸： DM：模拟器有效直径， DV：航天器特征尺寸
(
DM DV
)2
1
1
1
1
1
δ1：试验误差，设定3% ε1：热沉发射率，取0.9 热沉：对光、热、气体分子有强吸收能力的能够模
（6）航天员训练舱：真空度优于10-2Pa，用水环泵、 罗茨泵、机械泵
❖ 机械泵：有叶片式、螺杆式、柱塞式等，价格低
❖ 油扩散泵：利用低压、高速油蒸汽射流原理的真空 泵，抽速大
德国机械泵
油扩散泵
❖ 分子泵：利用高速旋转的转子把动量传给气体分子， 使分子获得速度后排出。无污染。
❖ 低温泵：利用低温表面冷凝气体而获得真空的原理， 无污染、真空度大。
❖ 1 200km处,大气压力10-9Pa； ❖ 10 000km处,大气压力为10-10Pa； ❖ 月球表面大气压力为10-10 Pa～10-12Pa，大
约相当于有100个氢分子/cm3; ❖ 银河系星际大气压力为10-13 Pa～10-18Pa。
❖ 真空测量单位
❖ 真空度通常可以用压强表示，压强为气体分子作 用在单位面积上的力的法向分量。
❖ 物理模拟是指模拟空间的实际真空环境。 ❖ 效应模拟是指空间真空环境模拟试验与空间
真空环境试验的一致性. ❖ 数值模拟是用数学模型代替实际系统的模拟
试验。
2.3.2 真空容器： 1. 结构形式：圆柱、箱形、球、圆锥
圆柱：强度、材料消耗、空间利用率、制造性等综 合性能好。 小型罐：0~2m直径 中型罐：2~6m直径 大型罐：6m以上直径 2. 材料：不锈钢
❖ 6、真空环境下的热辐射效应
❖ 在空间真空环境下，航天器与外界的传热主要通过 辐射形式，因此，航天器表面的辐射特性对航天器 的温度控制起着重要作用，为了使航天器保持在允 许的热平衡温度下，航天器的热设计必须考虑空间 真空环境下传热以辐射与接触传热为主导的效应。
2.3 真空环境模拟技术
2.3.1 分类：
❖ 完全没有气体的空间状态称为绝对真空，绝对真空实际上是 不存在的。
❖ 真空区域划分： ❖ 根据国军标GB3163-82，真空区划分为如下区段： ❖ 低真空：105～102Pa （0~50Km) ❖ 中真空： 102～10-1Pa （50~90Km) ❖ 高真空： 10-1～10-5Pa （90~330Km) ❖ 超高真空： ＜10-5Pa （330Km以上)
❖ （1）国际单位 ❖ 通常用压力单位Pa（帕）表示，1Pa 为1m2面积
上作用1N的力，即： 1Pa= 1N/ m2 ❖ （2）高斯单位 ❖ 通常用压力单位Tor（托）表示，1 Tor=133Pa
2.2 真空环境效应
❖ 1、压力差效应 ❖ 压力差效应在105Pa～102Pa的真空范围内发生。压
力差效应会使密封舱变形或损坏，因此增大了贮罐 中液体或气体的泄漏，缩短了使用时间。 ❖ 真空环境下的泄漏故障 ❖ 约５０％的重大故障与真空环境泄漏有关。 ❖ １９７１年６月３０日苏联“联盟”１１号飞船的 ３名航天员返回地面时，因返回舱真空室漏气均窒 息死亡。
❖ 据统计，因真空环境下泄漏，全世界至少有２０枚 火箭发生爆炸。其中：有造成火箭发动机试验时提 前关机或未能二次点火；有火箭升空后未达到预定 推力，卫星偏离轨道不能入轨；有火箭升空后引起 爆炸，星箭自毁等。
❖ 据统计，全世界至少有８颗卫星因泄漏而发射失败， １０多颗卫星产生重大故障而缩短寿命或未达到使 用功能。
❖ 罗茨泵：旋转式变容积真空泵（罗茨风机）。
2.4 真空度测量技术
❖ 电离真空计、热偶真空计、压阻真空计、 B-A真空规、石英 真空计、全量程真空规
❖ 真空计的选择： ❖ （1） 105～102Pa 压阻真空计、静态变形式真空计 ❖ （2） 102～10-1Pa 热偶真空计 ❖ （3） 10-1～10-4Pa 电离真空计 ❖ （4） 10-4～10-8Pa B-A真空规 ❖ （5） 105～10-7Pa 全量程真空规
❖ 我国也有５颗卫星因泄漏而产生故障。
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❖ 2、真空放电效应
❖ 真空放电效应发生在103Pa～10-1Pa低真空范围。 当电极之间发生自激放电时称为电击穿。对于航天 器发射上升阶段必须工作或通电的电子仪器，应防 止任何放电的可能。
（短路故障）
❖ 当真空度达到10-2Pa或更高时，在真空中分开一定 距离的两块金属表面受到具有一定能量的电子碰撞 时，会从金属表面激发出更多的次级电子，形成微 放电。
拟空间冷黑环境的结构，用铜、铝、不锈钢制造， 表面黑色。
( DM ) 1.94 DV
❖ 模拟器与航天器特征尺寸比的确定 采用太阳模拟方法： 3 采用红外模拟方法： 1.5 采用接触式电加热法： 2~3 KM6模拟器： 飞船 3 空间站 2.3
美国： 1.5~2.5 约翰逊试验中心： A容器 1.9~2.6
❖ 严重的分子污染会降低观察窗和光学镜头的透明度， 改变热控涂层的性能，减少太阳能电池的光吸收率，
增加电器元件的接触电阻等。
❖ 4、材料蒸发升华和分解效应
❖ 材料在空间真空环境下的蒸发、升华和分解都会造 成材料组分的变化，引起材料质量损失（简称质 损），造成有机物的膨胀，改变材料原有性能如热 物理性能和介电性能等。
❖ 一般质损1%～2%时，材料的宏观性质无重大变化； 但质损达１０％时，材料性质出现明显的变化。因 此，一般把每年质损小于１０％作为航天器材料的 标准。
❖ 航天器表面材料不均匀的升华，引起表面粗糙，使 航天器表面光学性能变差。在高真空下材料的内、 外分界面可能变动，引起材料机械性能的变化。由 于蒸发缺少氧化膜或其他表面保护膜，因而可能改 变材料表面的适应系数及表面辐射率，显著改变材 料的机械性能、蠕变强度和疲劳应力等。
2.5 空间真空环境润滑技术
航天器中的天线运转、太阳电池阵的展开和百 叶窗的开闭等都有转动机构，姿控系统中的红外地 平仪、动量轮、空间探测仪器，其对接与分离机构 中有滚动轴承、滑动轴承、齿轮等活动部件，这些 部件在空间真空环境下要考虑摩擦、磨损、润滑问 题，除了选择合适的配偶材料，对润滑剂的选用应 考虑在真空下不易挥发、不变质、不污染航天器等
❖ ①原先在材料表面吸附的气体，在真空状态下从表 面脱附；
❖ ②原先溶解于材料内部的气体，在真空状态下从材 料内部向真空边界扩散，最后在界面上释放，脱离 材料；
❖ ③渗透气体通过固体材料释放出来
❖ 分子污染 航天器材料在空间真空环境下出气，通 过分子流动和物质迁移而沉积在航天器其他部位上 造成的污染，称为分子污染。
❖ 空间真空度随高度变化情况 ❖ 海平面： 101308Pa ❖ 100km, 2.64×10-2Pa; 500km, 9.52×10-8Pa ❖ 200km, 7.50×10-5Pa; 600km, 4.12×10-8Pa ❖ 300km, 5.96×10-6 Pa;700km, 1.85×10-8Pa ❖ 400km, 8.69×10-7 Pa; 800km,1.03×10-8Pa
❖ 固体润滑剂按种类划分有：层状晶体结构物质、非 层状无机物、金属薄膜、塑料、合成膜、化合膜等。
❖ 2.5.3 自润滑材料 ❖ 石墨、陶瓷、复合材料等
2.6 空间真空检漏技术
1）氦质谱检漏法 检漏原理：氦气分子量小、质量轻、操作安全、洁净，
适合作为检漏气体。 质谱仪的核心部分是电离室，氦气经灯丝加热后 进入电离室，将氦气电离成正离子，通过加速使离子进入 磁场，磁力作用下形成圆弧轨道，氦离子质量小，轨道半 径就小，在接收极可被检出。