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第1章 概论 达道安 陈隆智 1

1．1 空间真空技术的研究范畴 1

1．2 空间真空技术的特点 4

1．3 空间真空技术的应用 7

1．4 展望 9

参考文献 12

第2章 空间真空环境 达道安 13

2．1 概述 13

2．2 气体密度 14

2．3 分子沉环境 17

2．4 太阳辐射 18

2．5 微重力环境 19

2．6 原子氧环境 20

2．7 诱发的气体环境 21

2．8 空间碎片环境 22

2．9 空间真空环境和航天器的相互作用 22

2．9．1 概述 22

2．9．2 真空环境和航天器的相互作用 23

参考文献 27

第3章 真空获得 达道安 张彦伟 28

3．1 空间环境模拟试验 28

3．1．1 空间环境模拟 28

3．1．2 空间环境模拟试验分类及设备类型 33

3．2 火箭发动机高空点火模拟设备 34

3．2．1 概述 34

3．2．2 真空抽气系统 35

3．3 高轨道真空环境模拟 40

3．3．1 高轨道环境模拟中的真空问题 41

3．3．2 以扩散泵为主泵的热真空模拟设备 44

3．3．3 用表面作用泵获得清洁的真空环境 48

3．3．4 中国现有的高轨道环境模拟设备 51

3．4 分子流的非平衡态理论 54

3．4．1 简单结构中的非平衡分子流 54

3．4．2 复杂结构中的非平衡分子流 56

3．4．3 分子沉与极高真空环境模拟 60

3．5 在轨航天器中的真空获得技术 62

3．5．1 航天器周围的分子环境 62

3．5．2 航天器真空装置在轨排气技术 65

3．5．3 极高真空分子屏实验平台 66

参考文献 75

第4章 空间真空环模试验装置 邵惠民 陈正全 77

4．1 概述 77

4．2 空间真空环模试验装置设计的一般原则 78

4．2．1 大型真空容器的设计 78

4．2．2 真空抽气系统的配置 83

4．2．3 冷热环境设计 92

4．2．4 其他配套装置 99

4．2．5 获得真空环模的三个关键要素 102

4．3 空间真空环模装置应用实例 106

4．3．1 全尺寸航天器用环模试验装置 106

4．3．2 组件部件用环模试验装置 116

4．3．3 TS-3离子发动机综合试验装置 122

4．3．4 X射线望远镜空间环模检测装置 123

4．3．5 红外扫描辐射计定标装置 127

参考文献 129

第5章 真空测量 李旺奎 131

5．1 概述 131

5．2 空间环境模拟室中的真空测量 132

5．2．1 分子沉模拟——“有效压力”测量 132

5．2．2 非稳定流模拟——快速测量 133

5．2．3 超音速流模拟——“静压”与“动压”测量 134

5．2．4 复杂的温度环境——非热力学平衡 135

5．2．5 综合环境模拟——抗干扰测量 136

5．2．6 特大系统中的真空测量 137

5．3 航天器上的真空测量 138

5．3．1 方向性效应 139

5．3．2 质量选择效应 143

5．3．3 原子氧再复合效应 144

5．3．4 空间固有离子的侵入 144

5．3．5 复杂、变化的被测对象 144

5．3．6 航天器的喷气、放气效应 145

5．4 星球表面的真空度测量 145

5．5 非平衡态分子流的测量 147

5．5．1 稳态非均匀分子流的测量技术 148

5．5．2 瞬态分子流测量技术 160

5．6 指向性真空规 163

5．6．1 不同类型指向规的结构 164

5．6．2 转换器型指向性真空规 169

5．6．3 指向性真空规应用举例 176

5．7 抗干扰与快速测量技术 178

5．7．1 抗干扰原理 178

5．7．2 影响规管快速反应的因素 181

5．7．3 抗干扰、快速真空规举例 184

5．8 极高真空测量技术 187

5．8．1 深度宇空与极高真空测量 187

5．8．2 极高真空规 188

5．8．3 展望 198

5．9 空间科学中的真空计量标准 199

5．9．1 概述 199

5．9．2 超高和极高真空计量标准 200

5．9．3 原位置校准 203

5．9．4 超音速分子流校准 206

5．9．5 非稳定流校准 207

参考文献 209

第6章 空间质谱技术 胡炳森 212

6．1 质谱技术与空间探测 212

6．1．1 探空质谱计的测量参数 214

6．1．2 探空质谱计的离子源 215

6．1．3 不同类型的探空质谱计 217

6．2 质谱技术在载人航天器中的应用 221

6．2．1 生命保障系统气氛的质谱分析 221

6．2．2 计算机监测的质谱计系统 223

6．2．3 航天员生理监测质谱计 225

6．3 空间诱发污染环境的质谱监测 231

6．3．1 诱发污染监测的必要性 231

6．3．2 污染环境实时监测质谱计 232

6．3．3 分子污染物的质谱分析与跟踪 233

6．4 火箭发动机燃气与燃料加注环境的气氛分析 246

6．4．1 火箭发动机燃气的质谱分析 246

6．4．2 火箭燃料加注环境的气氛分析 248

6．5 空间环境模拟设备中的气体质谱分析 257

6．5．1 模拟试验时定向分子流的质谱分析 257

6．5．2 卫星分系统及部件的漏率测量 260

6．5．3 环模设备的残气分析 263

参考文献 266

第7章 检漏技术 肖祥正 269

7．1 几种主要的检漏方法 269

7．1．1 氦质谱检漏 269

7．1．2 静态法 294

7．1．3 Kr85法 296

7．1．4 气泡法 298

7．2 地面环模试验设备的检漏 299

7．2．1 检漏工作必须从设计阶段开始 300

7．2．2 设备加工阶段的检漏工作 300

7．2．3 设备安装和调试时的检漏 302

7．2．4 设备运转阶段的检漏 302

7．3 低温容器的检漏 303

7．3．1 允许漏率 304

7．3．2 检漏方法 305

7．3．3 低温容器检漏的特殊问题 309

7．4 液体火箭燃料箱体的检漏 310

7．4．1 底的检漏 311

7．4．2 共底的检漏 312

7．4．3 箱体焊缝检漏 314

7．4．4 焊点检漏 315

7．5 星载仪器的检漏 317

7．5．1 氦质谱检漏法 318

7．5．2 保压法 319

参考文献 322

第8章 空间材料的真空效应 薛大同 张景钦 324

8．1 概述 324

8．2 材料的出气指标筛选 326

8．2．1 筛选标准的制定原则 326

8．2．2 出气筛选的标准 327

8．2．3 材料取舍的判据及其含意 329

8．2．4 材料出气的范围 331

8．2．5 中国的微可凝挥发物装置 331

8．2．6 部分国产空间材料的出气数据 332

8．2．7 材料出气数据的使用 336

8．2．8 出气筛选标准的不足 338

8．3 空间材料的质量损失 339

8．3．1 测试方法 340

8．3．2 部分国产空间材料质损随时间的变化 342

8．3．3 材料质量损失随时间变化的规律 348

8．3．4 材料质损规律研究的新进展 361

8．4 航天器敏感表面的污染 363

8．4．1 污染的后果 364

8．4．2 分子污染的来源 365

8．4．3 分子污染的过程 366

8．4．4 分子污染的检测 368

8．4．5 分子污染的防护 378

8．4．6 爬移污染的机理 381

8．4．7 防爬移方法 382

8．4．8 羽流污染 382

8．5 空间材料的蒸气压 382

8．5．1 饱和蒸气压 383

8．5．2 润滑油的分类 384

8．5．3 国内油脂饱和蒸气压测定方法 384

8．5．4 国产油脂饱和蒸气压 388

8．6 材料的综合环模试验 389

8．6．1 材料的热真空试验 389

8．6．2 电子辐照下材料质量损失 389

8．6．3 真空-紫外辐照 396

8．7 石英晶体微量天平 399

8．7．1 原理与特性 399

8．7．2 检测公式辨析 406

参考文献 409

第9章 空间科学中的表面物理问题 范垂祯 411

9．1 概述 411

9．1．1 表面物理研究的基本内容 412

9．1．2 表面物理与真空技术 413

9．1．3 空间科学中的表面物理问题 414

9．2 气体环境与表面的相互作用 416

9．2．1 气体分子在表面上的吸附 416

9．2．2 吸附的动态变化及平衡 419

9．2．3 混合气体的共吸附 423

9．3 空间中电子与表面相互作用 425

9．3．1 电子散射自由程 425

9．3．2 电离损失 427

9．3．3 等离子体激发与声子激发和韧致辐射 428

9．3．4 二次电子发射 430

9．4 低能电子辐照损伤 432

9．4．1 电子激发脱附（ESD）与电子激发吸附（ESA） 432

9．4．2 电子轰击引起的分解效应 434

9．4．3 电子引起表面二次电子发射系数变化 435

9．4．4 电子引起的表面荷电效应 436

9．5 荷能离子和中性粒子与表面相互作用 437

9．5．1 基本过程的概述 437

9．5．2 背散射 439

9．5．3 俘获、再释与注入 441

9．5．4 溅射 444

9．5．5 离子诱导的电子发射和光发射 448

9．5．6 原子氧与航天器表面的相互作用 449

9．5．7 辐射损伤 449

9．6 光与表面的相互作用 450

9．6．1 X光的吸收 451

9．6．2 光电子发射 453

9．6．3 光致脱附 454

9．7 表面分析及其在航天科学中的应用 455

9．7．1 工业中常用的表面分析仪器和方法 455

9．7．2 有关的一些技术问题 460

9．7．3 表面分析在航天科学与工业中的应用 463

参考文献 469

第10章 空间真空中的摩擦 黄克威 472

10．1 真空环境中的固体摩擦现象 473

10．1．1 大气环境中固体表面状况 473

10．1．2 降低大气压力对摩擦的影响 477

10．1．3 超高真空对清洁金属摩擦性能的影响 482

10．2 真空环境中的流体润滑 486

10．2．1 弹性流体动力润滑理论 487

10．2．2 EHDI应用于滚动轴承 491

10．2．3 在真空与空间中流体润滑的应用 497

10．3 真空环境下的固体润滑 503

10．3．1 固体润滑法 504

10．3．2 固体润滑剂的分类 506

10．3．3 常用的固体润滑材料 510

10．3．4 固体润滑的应用 515

10．4 空间机械的地面性能评价 517

10．4．1 地面试验项目 517

10．4．2 中国空间机械地面评价试验 518

参考文献 519

第11章 空间应用真空新工艺 黄良甫 520

11．1 离子束刻蚀超精加工 521

11．1．1 离子束刻蚀原理 521

11．1．2 离子束刻蚀机 522

11．1．3 离子束刻蚀的工艺特征 524

11．1．4 离子束刻蚀的应用 537

11．2 真空镀膜工艺 543

11．2．1 真空镀膜原理 543

11．2．2 真空镀膜机 545

11．2．3 薄膜的组织结构 549

11．2．4 硬质耐磨膜和固体润滑膜的工艺特征 552

11．3 局部真空电子束焊接 566

11．3．1 局部真空电子束焊接原理 566

11．3．2 直线型局部真空电子束焊机 567

11．3．3 焊接工艺 569

参考文献 571