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航天科技八院149廠完成真空防污染冷屏技術(shù)改造側(cè)記
近年來，隨著技術(shù)的創(chuàng)新，航天科技集團(tuán)八院149廠8分廠環(huán)境實(shí)驗(yàn)室先后實(shí)現(xiàn)了宇航型號導(dǎo)電滑環(huán)產(chǎn)品真空防污染冷屏技術(shù)改造、蓄壓器低溫試驗(yàn)、產(chǎn)品筒段水壓試驗(yàn)的應(yīng)變及位移測試等技術(shù)發(fā)展。
“自試驗(yàn)中心成立以來，我們一直致力于通過檢測計(jì)量技術(shù)的創(chuàng)新和拓展，為產(chǎn)品提供_&質(zhì)的科研_能力。”該分廠黨支部書記劉海英說。
讓設(shè)備先行一步
走進(jìn)149廠環(huán)境試驗(yàn)中心，一臺臺設(shè)備整整齊齊地放在了各個(gè)實(shí)驗(yàn)室里。實(shí)驗(yàn)室里，團(tuán)隊(duì)成員正認(rèn)真地討論宇航型號的盤式導(dǎo)電滑環(huán)生產(chǎn)的工藝。今年下半年，他們需要交付測試十余臺該類產(chǎn)品。
“在研制生產(chǎn)任務(wù)過程中，我們主要的工作_是負(fù)責(zé)整機(jī)交付和鑒定熱真空試驗(yàn)、整機(jī)交付和鑒定真空跑合試驗(yàn)、整機(jī)壽命試驗(yàn)等。”團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人劉鈺說，這些試驗(yàn)都是輔助滑環(huán)關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)判定，在我們通過研究暴露設(shè)計(jì)、工藝和材料缺陷等手段來排除產(chǎn)品的早期失效，不斷地提高產(chǎn)品運(yùn)行可靠性。
在滑環(huán)整機(jī)熱真空試驗(yàn)過程中，劉鈺和她的團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，隨著試驗(yàn)不斷推進(jìn)，在溫度工況的交替變化中，滑環(huán)的電性能測試數(shù)據(jù)日趨劣化。
通過一系列的測試反復(fù)測試，團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)滑環(huán)本身的絕緣材料在真空高溫下會釋放出有機(jī)污染物。當(dāng)污染物接觸到產(chǎn)品后，產(chǎn)品的電接觸穩(wěn)定性_存在不可逆的影響，甚至?xí)绊懙疆a(chǎn)品工作性能。
為此，團(tuán)隊(duì)成員將目光投向了熱真空環(huán)境試驗(yàn)設(shè)備，希望通過試驗(yàn)設(shè)備的“源頭”——測試設(shè)備的改進(jìn)，讓它具備在試驗(yàn)過程中，能夠擁有去除有機(jī)污染物的潔凈功能。
有了目標(biāo)后，團(tuán)隊(duì)成員_開始了各種方案的策劃與分析。終于，在2018年底，團(tuán)隊(duì)完成新進(jìn)滑環(huán)專用熱真空試驗(yàn)設(shè)備一體化熱沉冷屏技術(shù)改造和方案評審；今年6月，團(tuán)隊(duì)完成設(shè)備計(jì)量并投入使用。
從“源頭”中尋找
當(dāng)被問及在技術(shù)發(fā)展過程中較大的難題時(shí)，劉鈺回答：“當(dāng)時(shí)，在我們面前擺著許多急需解決的問題，其中，如何在試驗(yàn)進(jìn)行的過程中，順利并準(zhǔn)確地控制和檢測有機(jī)多余物是我們面臨的主要的問題。”
面對極其微量的有機(jī)污染物，通過傳統(tǒng)的檢測方法已經(jīng)沒有辦法_準(zhǔn)確地獲得數(shù)據(jù)，團(tuán)隊(duì)成員只能使用石英晶體微量天平間接檢測。
在實(shí)際的測試過程中，該方法雖然沒辦法直接檢測到有機(jī)污染物，但是有機(jī)污染物的沉積量與該天平檢測的晶片頻率存在對應(yīng)關(guān)系。通過這個(gè)原理，團(tuán)隊(duì)成員成功地?fù)Q算出了污染物沉積量的輕微含量。
另一方面，僅僅依靠檢測是遠(yuǎn)遠(yuǎn)無法滿足生產(chǎn)需求的，團(tuán)隊(duì)成員從“源頭”中尋找解決控制有機(jī)污染物的方法。
在八院內(nèi)部，對于控制有機(jī)污染物的方法沒有可參考的同類案例。為此，他們借鑒了宇航產(chǎn)品環(huán)境測試方法，參考環(huán)境模擬標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，創(chuàng)造性地提出了防污染冷屏設(shè)計(jì)理念，并制定了《熱真空環(huán)境模擬試驗(yàn)系統(tǒng)防污染冷屏改造技術(shù)方案》，結(jié)合現(xiàn)有的熱真空試驗(yàn)設(shè)備特點(diǎn)，將計(jì)算機(jī)三維建模、多維仿真模擬計(jì)算等設(shè)計(jì)手段運(yùn)用在其中，從而在確保冷屏吸附污染物效果的同時(shí)，不降低整個(gè)系統(tǒng)的溫度均勻度。
團(tuán)隊(duì)在可靠性、安全性、可操作性等多個(gè)方面滿足了設(shè)計(jì)指標(biāo)，設(shè)備的實(shí)際功能優(yōu)于設(shè)計(jì)指標(biāo)，成功設(shè)計(jì)完成了八院首臺自帶防污染控制功能的熱真空試驗(yàn)設(shè)備。
2.0產(chǎn)品，在迭代中誕生
劉鈺看著新的熱真空試驗(yàn)設(shè)備表示：“技術(shù)改造完成后，并不意味著技術(shù)發(fā)展_截止了，我們還有許多地方可以通過其他技術(shù)不斷改進(jìn)。_像現(xiàn)在常說的產(chǎn)品1.0、產(chǎn)品2.0……我們也要不斷地讓產(chǎn)品更新?lián)Q代。這個(gè)_是我們的二代熱真空試驗(yàn)設(shè)備。”
在一代產(chǎn)品順利研制后，團(tuán)隊(duì)成員發(fā)現(xiàn)，面對持續(xù)的高溫，檢測石英晶體微量天平的探頭在真空的環(huán)境下受到了溫度變化的限制。當(dāng)_過_的溫度后，高溫測試系統(tǒng)的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確大打折扣，甚至還會讓天平受挫，從而沒有辦法在更為惡劣的環(huán)境下檢測產(chǎn)品生產(chǎn)的情況。
為此，他們在一代的天平上增加了一個(gè)帶有溫控元件的探頭，讓產(chǎn)品走上了“2.0時(shí)代”。
二代的產(chǎn)品在溫控元件的控制下，探頭的溫度可以控制在-50℃，從而進(jìn)一步確保了它的工作穩(wěn)定性。
此外，二代產(chǎn)品上還加裝了防污染冷屏，使滑環(huán)整機(jī)熱真空試驗(yàn)過程中對丙烯酸類物質(zhì)、脂肪烴類物質(zhì)在高溫工況下，產(chǎn)生了明顯抑制作用，污染物含量減少約1個(gè)數(shù)量級。
后續(xù)，團(tuán)隊(duì)還將開展導(dǎo)電滑環(huán)整機(jī)熱真空試驗(yàn)全程在線原位污染物測試工作，解決以往滑環(huán)產(chǎn)品在熱真空試驗(yàn)過程中無法及時(shí)準(zhǔn)確探知污染物_標(biāo)而繼續(xù)試驗(yàn)后導(dǎo)致產(chǎn)品電性能異常的問題。（范文_）
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