低温胶粘剂漏率检测系统的研制

研究报告及专论

学术论文

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低温胶粘剂漏率检测系统的研制

1，21,2111

陈六彪，刘思学，郭 嘉，周 远，王俊杰（1.中国科学院低温工程学重点实验室（理化技术研究所），北京 100190；2 中国科学院大学，北京 100049）

摘要：低温胶粘剂在航空航天、低温超导以及民用工业等领域有着广泛的应用。低温条件下，由于胶粘剂冷收缩产生应力以及胶粘剂与被粘材料之间的线胀系数存在差异等因素，胶粘区域可能出现微裂纹等破坏现象。为了检测胶粘剂在深低温下的密封性能，研制了一个低温漏率检测系统。低温冷源采用小型制冷机，最低制冷温度10 K 。漏率检测采用氦质谱检-113漏仪，极限检测漏率为5.0×10 Pa m /s 。

关键词：胶粘剂；低温；泄漏率

中图分类号：TG494.7 文献标识码：A 文章编号：1001-5922（2016）02-0052-04

·低温胶粘剂是指在深低温条件下具有足1 测试原理

够粘接强度的胶粘剂。随着航天技术与超导技术的不断发展，低温胶粘剂的应用越来越目前，在众多的检漏方法中，充气法与广泛，目前在液氮温区、液氢温区甚至液氦氦质谱仪检漏是最常用的2种方法。充气法是温区都有一定的应用。比如为了降低发射成指在待测系统内充入一定的气体，一段时间本，对于液氢、液氧等低温推进剂的储箱，以后观察气体的压力有无降低。充气法原理目前现代航天器广泛使用复合材料替代金属简单易懂，但是通常需要一定的时间来观材料来减轻重量，其中低温胶粘剂的性能对察，尤其在漏率较小的情况下，需要较长的于复合材料低温储箱性能有非常重要的影响时间才能得到检测结果，比较耗时。本文采[1～3]

。另外，在液氦温区超导磁体中，磁体线用的是氦质谱仪检漏法，是根据质谱学原理圈中的层间绝缘、匝间绝缘以及对地绝缘中制成的磁偏转型质谱分析计，通过测量收集[4～6]都存在着粘接结构。当然，低温胶粘剂在到的氦离子流来测算漏率，具有检测快速可[9]民用工业中也有广泛的应用，如低温生物容靠、精度高等特点。

器、非金属无磁杜瓦以及作为电缆的灌封槽氦质谱检漏仪有“正压检漏”与“负压[7，8]等材料中都有应用。

检漏”2种模式。正压检漏模式下，在待测系在低温环境下，由于胶粘剂冷收缩产生统内充入一定的氦气，通过质谱仪探测待测应力以及胶粘剂与被粘材料之间的线胀系数系统外氦气的浓度来确定漏率。在负压模式有差异等原因，胶粘连接处可能会发生破坏下，将待测系统与质谱仪连接构成封闭空现象。例如，1996年，美国洛克希德马丁公间，通过在待测系统外喷吹氦气，检测待测司提出的“冒险星”（Adventure Star）计系统内氦气的浓度来确定漏率。本文研制的划，开始研制一个复合材料液氢储箱项目，低温胶粘剂漏率测试系统中主要采用正压法希望采用质量更轻的复合材料来降低发射成进行检测。

本，但由于树脂与纤维的线胀系数相差较为了获得深低温环境，目前主要使用液大，在降到液氢温度后热应力剧增，导致树氮、液氦等低温液体以及使用制冷机2种方脂基体产生微裂纹，项目最终失败。由此可法。使用液氮液氦等低温液体具有降温迅速见，室温下的性能标准是不能用来预测其低的特点，但需要借助低温杜瓦、低温输液管[4，5]温性能。

道等设备，操作上存在不便，某些场合液氮基于此，本文研制了一个低温胶粘剂漏液氦的供给也存在一定的困难；另外，控温率测试系统，能够测试胶粘部件连接处在任难也是使用低温液体的不足。本文使用自主意设定温度以及不同升降温速率条件下的漏研制的脉冲管制冷机作为测试系统的低温冷率，对于低温胶粘剂的研制以及性能改良具源，相对于目前市场上的商用制冷机，脉冲有一定的指导意义。

管制冷机具有降温迅速（约30 min 降到20 K 以下）、体积小质量轻（整机16 kg，商用

收稿日期：2015-10-28

作者简介：陈六彪（1987-），男，在职博士研究生。主要从事低温科学仪器方面的研制。E -mail：chenliubiao @mail .ipc .ac .cn 。