国家标准计划《聚合物基压电复合材料电离辐射效应试验方法》由 TC39(全国纤维增强塑料标准化技术委员会)归口 ,主管部门为中国建筑材料联合会。
主要起草单位 武汉理工大学 、清华大学 、中南大学 、中国空间技术研究院 。
| 83 橡胶和塑料工业 |
| 83.120 增强塑料 |
| 编号 | 语种 | 翻译承担单位 | 国内外需求情况 |
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| 1 | EN | 武汉理工大学 | 本标准所述的聚合物基压电复合材料是航天器大型桁架减振控制的重要部件,在国土资源、地震、水利、气象、海洋、灾害应急监测等领域可能涉及与俄罗斯、英国、美国、日本等相关国家的技术交流与合作,以及与“一带一路”国家产品与信息的对外贸易。因此,相关测试标准需同步制定外文版。 |
随着空间技术迅速发展,大型航天器承载着空间探测、航天载人、通信卫星及遥感等多种功能。
碳纤维桁架展开臂作为大型航天器的重要部件之一,尺寸由数十米到上百米不等,其振动控制对提升航天器的探测精度至为关键。
压电材料通过传感和驱动作用,可以对桁架结构进行主动振动控制,目前的压电陶瓷片没有柔性,无法满足曲面桁架结构的应用需求。
因此,为满足航天器用曲面桁架结构的振动控制需求,亟需一种轻质的柔性压电复合材料器件。
聚合物基柔性压电复合材料由压电陶瓷纤维及聚合物树脂复合而成,具有轻质、高柔性和高压电系数、高传感灵敏度和驱动特性等优点,是用于大型桁架展开臂主动振动控制的核心关键材料。
空间环境中具有高真空、温度频变、紫外辐射,电离辐射等,其中电离辐射是引起飞行器异常的主要因素。
由于电离辐射效应引起的聚合物分子链断裂,降解和交联,直接影响基体材料的强度和界面层的粘结强度,导致材料的开裂、脱落和老化,引起聚合物基柔性压电复合材料的结构损伤和功能失效,因此,准确评测材料与器件在电离辐射环境下的结构和功能稳定性具有重要意义。
基于此,本标准提出聚合物基压电复合材料电离辐射效应的测试方法,通过对电离辐射地面模拟环境和测试流程的标准化操作,对比聚合物基压电复合材料在电离辐射前后的拉伸性能、弯曲半径和压电系数,评价其结构和功能在电离辐射环境中的稳定性。
目前国内外相关标准有QJ_20289-2014空间非金属材料电离辐射效应试验方法和GJB_5422-2005 军用电子元器件γ射线累积剂量效应测量方法,尚无聚合物基压电复合材料的电离辐射效应测试标准,不利于该类材料的开发、评价及应用。
鉴于国家重大战略要求,国内该产品的应用现状,制造企业、检测机构、用户单位等的实际需求,为指导研发及生产制造,推广该类新材料的试验新方法、新技术,确保试验方法的科学性、可靠性,特编制本标准。
本标准的顺利实施,将为聚合物基压电复合材料在空间环境的全寿命周期稳定服役提供重要测试方法和评价机制,为航天器运行可靠性提供重要保障。
本标准适用于聚合物基压电复合材料在60Coγ射线辐射效应试验。 本标准适用于具有压电功能的柔性材料,包括有机无机聚合物基压电复合材料、高分子压电材料的电场应变特性测试。 本标准是以聚合物基压电复合材料在空间应用环境为依据,通过地面模拟空间电离辐射环境,参考相关国家、行业标准及国外企业标准,提出聚合物基压电复合材料电离辐射效应的测试方法。主要技术内容包括:规定电离辐射地面模拟环境和标准化测试流程,并通过电离辐射前后的拉伸性能和弯曲半径评价聚合物基压电复合材料结构稳定性,通过等效压电系数评价复合压电材料的功能稳定性,计算电离辐射前后各参数的变化率,建立各参数与辐照计量的变化曲线,建立单因素数学模型,对各参数进行评价。同时规定了聚合物基压电复合材料电离辐射效应试验的目的、原理、设备、条件、试验、程序、数据处理和报告等要求。