薄膜测厚验证QCM质量敏感性的方法研究

石英晶体微量天平(QCM)是测量气相薄膜沉积质量的精密仪器。QCM质量和频率的相互作用受到众多不确定因素的影响,因此需要进行验证以取得更为精确的结果。文章从石英晶片的基本理论出发,以薄膜测厚为基础,研究了气相沉积石英晶体微量天平差频变化率和沉积厚度变化率成线性关系,阐述了线性关系是验证石英晶体微量天平的关键,并对测厚验证质量敏感性的可行性进行了分析。     

石英晶体微量天平辐射效应补偿的初步研究

文章根据我国航天器真空热环境试验污染监测的需要,提出了航天器真空热环境石英天平污染监测的辐射效应问题.通过对石英天平内部结构的热特性分析,设计了具备辐射效应补偿的石英晶体微量天平装置.结合卫星真空热环境下的模拟试验,对这种辐射效应补偿效果进行了验证.     

原子氧环境对石英晶体微量天平性能影响的分析

随着高可靠、长寿命航天器的发展,对在轨污染检测的要求也越来越高。石英晶体微量天平是分子污染检测的重要工具,为了分析了解原子氧对石英晶体微量天平的影响,文章用理论分析和试验的方法对石英晶片在1×1020 atom/cm2注量的原子氧辐照条件下的性能变化进行了研究。试验证明,石英晶体微量天平在总注量1020 atom/cm2量级的原子氧辐照后,其振荡频率和等效阻容感发生了一定变化,但仍具备污染传感能力和频率输出能力,其功能不受影响。     

空间污染监测仪器介绍

文章简要介绍了目前国外使用的几种主要的空间环境污染监测仪器,对温控石英晶体微量天平、石英晶体粒子微量天平、电离规、热涂层热量计和光散射传感器的原理、结构及特性分别进行了阐述.     

10MHz温控石英晶体微量天平的研制

石英晶体微量天平是在航天器研制过程中对分子污染进行检测和量化的主要设备.文章介绍了它的机理,并对正在研制的10MHz石英微量天平的技术指标、研制进展等进行了详细的叙述.     

图片解读

照片是北京卫星环境工程研究所自主研制的一台石英晶体微量天平性能测试设备。该设备可用于天平及晶片的可靠性测试及筛选。它可进行天平及石英晶片的高低温循环,以获得天平的温度频率特性曲     

QCM用于检测航天器表面污染的技术研究

文章简要叙述了QCM(石英晶体微量天平)检测技术在航天器表面污染检测中的作用,主要体现在航天器表面、光学仪器和动力系统的污染检测,低地球轨道空间的原子氧检测,并且对QCM检测中使用的关键方法,热解重量分析法和温度效应进行分析。     

石英微量天平在环模试验中的污染监测技术

文章详细介绍了石英晶体微量天平的测试技术及在空间环境模拟室中的污染测试数据及分析结果。     

石英晶体微量天平污染量测试准确性的试验验证

文章通过对石英晶体微量天平的污染量测试原理的分析,及在真空环境下的材料放气负载试验,借助分子流和视角因子理论,利用物质量准确均分方法,实现了1×10-7g的标准物质量的有效传递,从而实现了一种石英晶体微量天平的污染量测试准确性的检验方法,为在真空热试验过程中污染量测试的准确性提供了保证。     

低温石英天平在材料放气污染特性测试中的应用

研制了适用于ASTM E 1559航天器材料放气污染特性测试标准的低温石英晶体微量天平,天平的谐振频率可以为5 MHz、10 MHz和20 MHz,能够在82 K的低温下工作.文章对天平的输出频率稳定性、质量灵敏度和低温凝结效应进行了测量,结果表明该天平在各个方面均能满足ASTM E 1559标准测试要求.     

一种用于液相检测的耗散型石英晶体微天平振荡电路设计

由于液相环境的特殊性,传统石英晶体微天平(quartz crystal microbalance, QCM)仅依靠谐振频率f无法完整描述溶液与吸附膜的力学性质,为此需引入新的参数——耗散因子D。同时,液相环境中普通振荡电路存在诸多问题,所以研究基于耗散因子D的耗散型石英晶体微天平(QCM-D)振荡电路具有重要意义。本文将QCM振荡电路与耗散因子D相结合,通过使用并联电容补偿与自动增益控制技术,设计出适用于QCM-D的振荡电路和相应的系统调试方案,其能稳定振荡在80%浓度的丙三醇溶液中。     

ZnO纳米棒阵列/QCM超疏水空间污染气敏传感器性能研究

空间环境污染监测中,石英晶体微天平（QCM）传感器可通过增加比表面积增强对有机污染分子的吸附能力,通过表面超疏水化减小水分子的影响,从而提高传感器的探测精度。文章采用水热法在QCM表面制备 ZnO纳米棒阵列膜,并对其形貌和物化性能进行实验测试。研究结果表明：ZnO纳米棒的顶端呈六边形,属于六方纤锌矿结构;ZnO纳米棒沿(002)晶面择优生长,具有较低的表面自由能;纳米棒之间存在空隙,表面接触角可达150°,表现出超疏水性能;ZnO纳米棒阵列增加了有机分子的吸附位点,使石英晶振吸附有机分子的能力更强;同时,ZnO纳米棒阵列具有一定的光催化性能,140 min内光催化降解罗丹明B的效率约为35.5%。以上研究工作可为空间环境有机分子污染监测提供技术参考。     

温控白漆原子氧、紫外综合环境效应退化影响初步研究

文章主要介绍了对S781、SR107-ZK两种国产温控白漆进行地面单一原子氧环境、原子氧/紫外综合环境效应模拟试验的情况.试验条件为短期环境暴露试验,原子氧积分通量、紫外辐照积分量按照STS-8轨道条件设计.采用SEM、XPS、光谱计、微量天平等对试验前后的样品进行了表面形貌、表面成分、太阳吸收率、质损分析,对这两种国产温控白漆原子氧、紫外环境效应退化规律有了初步认识.     

A transmission electron microscopy study of silica and kerogen biosignatures in approximately 1.9 Ga gunflint microfossils

Microfossils preserved in chert from the;1.9 Ga Gunflint Formation (Schreiber Beach, Ontario, Canada) were studied with transmission electron microscopy (TEM) and analytical TEM (ATEM). Our goals were to uncover the style of silicification relative to the distribution of organic matter, and to evaluate the distribution and evolution of organic matter, at submicroscopic spatial scales. Petrographically the microfossils typically display filamentous or coccoidal morphologies, and consist of quartz crystals surrounded by kerogen along grain boundaries. ATEM analysis revealed that quartz associated with kerogen consists of 200-500nm-sized, round crystallites, whereas the chert matrix is comprised of randomly oriented, polygonal microquartz (5-10 microm). Silica spheroids found within some fossils consist of quartz subgrains in an amorphous to poorly crystalline matrix, suggesting that precipitation of opaline silica on organic matter occurred with subsequent but incomplete transformation to quartz. Some coccoidal microfossils surround large euhedral quartz crystals (up to 5 microm in diameter) that appeared to have influenced the distribution of kerogen during crystal growth. These euhedral quartz crystals commonly contain elongated (50-100 nm) iron-rich crystallites. Energy-loss, near-edge structure analysis of kerogen associated with a coccoidal microfossil showed that it is composed of amorphous carbon with no evidence of graphitization. TEM results revealed significant differences in the style of silicification between microbe-shaped microfossils and their surrounding chert matrix, as well as the presence of amorphous kerogen.     

模拟地球同步轨道粒子辐照环境对若干航天器热控涂层太阳吸收率的影响

文章是用开发的一个计算机数字计算的模型来计算粒子辐照下材料中的吸收能量剖面.文章介绍了航天器的热控涂层试验,用改变入射质子和电子能量的办法,模拟同步轨道辐射环境.通过对几种涂层(白漆、黑漆、二次表面镜等)分别进行3年和10年的轨道模拟环境试验,并在真空环境中和空气中测量其反射率的变化,确定了电子和质子对这些材料所产生的影响.     

TiO2光催化薄膜在空间污染防护 应用中的探索

文章采用溶胶凝胶法在JGS1石英玻璃上制备了TiO₂薄膜,并对其晶体结构与光催化性能之间的关系进行了研究,探讨了紫外光辐照下TiO₂薄膜对大分子链硅油光催化效果。结果表明:经500 ℃热处理后的TiO₂薄膜为锐钛矿结构,具有较高的光催化活性;在253 nm紫外光辐照下,TiO₂薄膜对大分子链硅油表现出较好的光催化降解效果。该研究将为空间环境下飞行器光学表面污染净化材料的开发提供有益参考。     

CL-20基复合含能材料的制备及性能

为了提高2,4,6,8,10,12-六硝基-2,4,6,8,10,12-六氮杂异伍兹烷(CL-20)的安全性能,以硝化棉(NC)和聚叠氮缩水甘油醚(GAP)为复合包覆剂,采用水悬浮法对CL-20进行表面包覆。通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)和差示扫描量热仪(DSC)对样品的形貌、晶型和热分解性能进行表征,对包覆前后样品的撞击感度和力学性能进行了测试和分析。结果表明,NC和GAP成功包覆在CL-20的表面,所得CL-20/NC/GAP样品颗粒为类球形,中值粒径约为300μm。XRD结果表明,经过细化和包覆后,CL-20晶型没有变化,依然为ε型CL-20。特性落高由包覆前的17.3 cm和29.46 cm升高到了36.74 cm,力学性能也显著提高。DSC结果表明,与未包覆CL-20相比,CL-20/NC/GAP复合粒子的分解峰温、活化能、爆炸临界温度和自加速分解温度都得到了一定程度的提高。