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中华人民共和国航天行业标准FL6200QJ10014.1—2008空间材料安全性与相容性第1部分：材料向上燃烧性能测定方法Spacesystems－Safetyandcompatibilityofmaterials——Part1：Determinationofupwardflammabilityofmaterials（ISO14624－1:2003，IDT）2008－02－16发布2008－06－01实施国防科学技术工业委员会发布QJ10014.1—2008I前言QJ10014《空间材料安全性与相容性》分为七个部分：——第1部分：材料向上燃烧性能测定方法；——第2部分：绝缘导线和附属材料燃烧性能测定方法；——第3部分：材料和装配件出气产物测定方法；——第4部分：材料在加压气态氧或富氧环境中向上燃烧性能测定方法；——第5部分：系统/部件材料与航天推进剂反应性测定方法；——第6部分：工艺材料与航天流体反应性测定方法；——第7部分：材料对航天流体渗透速率与渗透阻力测定方法。本部分是QJ10014《空间材料安全性与相容性》的第1部分。本部分等同采用国际标准ISO14624－1：2003《空间系统－材料的安全性与相容性第1部分：材料向上燃烧性能测定方法》。本部分的附录A和附录B均为资料性附录。本部分由中国航天科技集团公司提出。本部分由中国航天标准化研究所归口。本部分起草单位：中国航天标准化研究所、五院五二九厂、一院七零三所、一院十四所、五院总体部。本部分主要起草人：高振荣、高燕、刘丽霞、曾一兵、杨红亮、吴国庭。QJ10014.1—20081空间材料安全性与相容性第1部分：材料向上燃烧性能测定方法1范围本部分规定了通过向上燃烧来测定空间材料燃烧性能的方法。特别是，该测试方法可以确定暴露于标准点火源中的材料是否会自动熄灭，且不会将燃烧着的碎屑溅落至附近易被这些碎屑引燃的材料。本部分适用于航天器及运载火箭用材料燃烧性能的测定，其它航天产品用材料燃烧性能的测定可参照执行。2应用指南应由认可的测试机构进行这项测试（测试机构的能力与认可参见附录A）。主管部门或测试委托人应提供经适当鉴定的材料进行测试，即有资质的试验机构须经测试委托人授权获取合适的试验材料。3术语和定义下列术语和定义适用于本部分。3.1燃烧长度burnlength从试样底部到因火焰作用而造成试样损坏的最远点之间的距离。注：该距离包括部分燃烧或完全燃烧部分、烧焦部分或脆化部分，但不包括被烟污染、沾污、卷曲、变色部分以及由于受热皱缩或融化部分。3.2燃烧蔓延时间burnpropagationtime试样起燃到垂直火焰蔓延结束所花费的时间。3.3自熄灭self-extinguishing材料的燃烧长度不超过150mm的一种现象。3.4薄膜试样thin-filmspecimen总厚度小于0.25mm的试样。注：不包括织物或涂覆在基底上的涂层。3.5燃烧碎屑的溅落transferofburningdebris燃烧着的颗粒从燃烧的试样向相邻材料的移动。3.6最易燃状况worst-caseconfiguration使材料最容易起燃的材料厚度、压力、氧气浓度以及温度等各种因素的综合。QJ10014.1—200823.7最易燃状况使用厚度worst-caseusethickness对于特定用途而言，材料最易起燃的厚度。例如：没有基底的最小使用厚度或有基底的最大使用厚度。4原理在特定测试环境的测试舱或通风橱里，竖直放置材料试样，用一个特定的点火源在试样下部作用规定时间。记录至少三个标准尺寸试样测试后的最大燃烧长度。使用这个方法时，如果三个标准尺寸的试样的最大燃烧长度不超过150mm，即认为该材料是自熄灭的。此外，被引燃的试样不应发生燃烧碎屑的溅落。如果该组中任何一个试样在测试中未满足前两条中任一条，则认定该材料在该测试环境下不合格。材料应在最易燃状况下进行测试。5试剂5.1测试气体在试样暴露于测试气体之前预先混合的测试气体，应经验证符合规范（包括精度）的规定，且氧气浓度公差为1%0+。6测试系统6.1测试舱测试舱应足够大，以便试样完全燃烧情况下，氧气的浓度相对消耗少于5％。此外，测试舱不能与待测试样发生化学或物理反应。如果满足以上条件，也可以在通风橱里进行测试。6.2测试装置已进行适当校准。6.3化学点火源在常温条件下应符合下列要求:a)能量：3000J；b)温度：1100℃±90℃；c)燃烧持续时间：25s±5s；d)最大可见火焰高度：65mm±6.5mm。鉴定和储存化学点火剂的程序参见附录B。替代点火源应符合a)～d)的要求。6.4电源负荷要达到15A（有效值），用一根裸露的20AWG（美国线规，相当于中国线规CWG0.8mm，下同）镍铬电线（见6.5）连接到点火装置，用于引燃试样。6.5镍铬电线裸露的20AWG镍铬电线：标称电阻为2.3W·m，并且长度要能够等间距环绕化学点火剂3圈。6.6适用的试样固定器可以在竖直方向支撑试样。6.6.1标准试样固定器（见图1）：使试样的暴露宽度为50mm，且长度超过试样长度。试样固定器底部应距离测试舱底部至少250mm。QJ10014.1—200836.6.2薄膜试样固定器：使试样的暴露宽度至少为50mm，且使远离火焰的待测试样产生的收缩最小。对于大尺寸的薄膜试样，其裸露的宽度可达到150mm。试样固定器可采用下述两种类型：a)与标准试样固定器类似（见6.6.1和图1），不同之处在于它使用三个蝶型螺母钳来代替一个长钳；b)另一种是使用针形耙架来固定试样（见图2）。6.7刻度尺连在试样固定器的一边，用于测量燃烧长度。6.8纸片水平地安放在试样固定器下方200mm处，但应距离测试舱底部50mm以上，其中心位于试样的正下方，并具有以下性质：a)尺寸：（200mm±50mm）×(300mm±50mm)；b)面密度：200g/m2~300g/m2；c)类型：化学木浆；d)颜色：均匀白色；e)状态：洁净，没有尘污、油污和杂质（纤维屑、绒毛，等等），无孔洞、破缝、切口、折痕、擦伤和拼接处。该纸片用来判定来自试样的燃烧碎屑的溅落是否会引燃邻近的材料。单位为毫米1—试样；2—刻度尺；3—点火剂；4—镍铬电线a点火剂在线圈中图1标准试样固定器QJ10014.1—20084单位为毫米1—试样；2—刻度尺；3—点火剂；4—耙针图2安放薄膜试样的针形耙架7测试试样7.1材料每个测试所需的最少材料数量见表1。不同于下表所列的实际测试状况和材料数量（例如O形圈和其他密封圈），应由相关主管部门和用户的材料部门确定和批准。表1在各个气氛中进行测试所需材料的最小数量材料形态最小数量薄片6个待测试样，300mm×65mm×所需厚度薄膜6个待测试样，300mm×75mm×所需厚度如果需要考虑试验台对测试结果的影响，则可选取较大的薄膜进行测量，薄膜为300mm×200mm×所需厚度，但要经主管部门批准涂层数量要足够覆盖6个300mm×65mm的待测基底，厚度应符合要求泡沫塑料6个待测试样为300mm×65mm×所需厚度绝缘金属丝长2m作为最低要求，测试所用材料都应满足用户规范的要求。污染源会严重损害材料和系统构件性能，例如，材料暴露在溶剂、清洗剂、异常温度、湿度变化、环境污染物、微粒以及非正常操作方式等。将暴露于上述这些污染源或其他污染源中的材料进行有效控制，以使测试结果误差最小。7.2材料的接收与检验7.2.1接收并目视检查待测材料。在接到材料时，材料应附有正确的质量证明书且其厚度要达到最易燃状况使用厚度。应记录下所有的缺陷。提交测试机构之前，试样应清洁干燥至符合最终使用要求。7.2.2如果有需要，则按要求制备尺寸合适的试样，包括最易燃状况使用厚度。QJ10014.1—200857.2.3如果收到的试样有明显的污染，则要先对它进行清洁。所有使用的清洁方法在使用前都应经过测试委托人许可。表面污染应先用去离子水和中性清洁剂进行清洗，再用去离子水漂洗干净，然后用滤过的氮气干燥。至少应使用过滤的氮气去除多孔固状试样表面上的少量微粒污染物。7.2.4在测试机构准备好试样并清洁后，检查并确认它们处于规定的最易燃状况使用厚度。记录下所有的缺陷和残余污染。如果在试验机构内制备试样的过程中试样产生了缺陷，应制备新的试样。试样应分别称重和标识。7.3试样的制备7.3.1片状试样和其他大块试样应切成300mm×65mm，厚度满足最易燃使用厚度。如果所准备的材料、结构和组分达不到上述要求，那么以购买时的状态对材料进行测试。舱内安放的非标准试样应不影响火焰的蔓延。7.3.2需要进行固化的材料应按最易燃状况使用厚度来准备，并按用户提供的固化条件进行处理。试样应切成300mm×65mm。7.3.3没有基底不能安装的用于测试的涂层或其他粘性材料，应以最易燃状况使用厚度贴敷于最终使用的基底材料上。如果基底不清楚或不适合，就使用厚度大约0.5mm的铝基底。应完成所要求的全部固化过程。试样为300mm×65mm。预期用于非金属表面的涂层、薄膜或胶带应贴敷于该非金属表面，并要达到最易燃状况使用厚度。7.3.4除非测试委托人有其它说明，否则无背胶的搭扣带应在“原始”状态下进行测试。有背胶的搭扣带应粘敷于大小为300mm×65mm×0.5mm的铝基底上。为了确保可以点燃有背胶的搭扣带，应有大约13mm长的测试试样超出基底。7.3.5半固体材料应涂敷于不可燃基底，如玻璃纤维布上。半固体材料应在基底上形成均匀涂层。7.3.6液体材料需采用合适的标准试验方法测定液体闪点。7.3.7薄膜试样应切成300mm×75mm大小。作为选择，经主管部门同意后，可使用300mm×200mm大薄膜，以减少材料离开火焰的收缩。8程序注意：材料的燃烧可能会产生影响操作人员健康的烟和有毒气体。测试区域应采用合适的方法来排烟。8.1测试前测试前，记录所有相关信息（包括氧气浓度、试样信息、试样测试前的质量和尺寸）。所有的试样都应拍照片。测试系统应外观整洁，测试装置都处于适当校准状态。标准尺寸试样裸露的中心区域的宽度应为50mm。不应过度拉伸或绷紧试样，这样可能会产生水平应力线。薄膜的宽度应留有10mm的松弛余量，以备收缩。将点火药条平行放在试样下端边缘处，并与试样前表面对中，要超出试样下端下方6mm±1mm。在有基底材料测试时，应仔细操作以确保点燃的部分是试样前端平面的中心而不是基底的中心。应使用录像带记录下所有的测试。8.2测试8.2.1点燃前点燃前，将试样在合适的测试环境中暴露最少3min（试样暴露于真空中应少于3min）。至少测试三个相同的试样。QJ10014.1—20086测量、核对并记录氧气的百分比浓度和总压力。开启化学点火装置，使用记时装置来测量燃烧蔓延时间。点火剂燃着后，立即关闭点火剂的电源。8.2.2点燃后观察试样的竖直表面并记录所有相关现象。例如，燃烧着的碎屑的溅落。8.3测试后记录下最终氧气浓度、燃烧长度和试样测试后质量。必要时宜拍摄照片以记录所有非正常的现象。9精度测量误差应处于以下允许的范围内：a)绝对压力：±1％；b)氧气浓度：±0.5％；c)试样尺寸：±5％；d)试样质量：±1％；e)燃烧长度：±10mm。10测试报告10.1标准测试测试报告应包括详细的试样标识、试样结构、测试条件和测试现象。对测试现象进行正确报告，如燃烧长度、燃烧碎屑的溅落以及其他观测到的现象（特别是反常现象）是至关重要的。测试报告应提交给主管部门和（或）试验委托人。10.2非标准测试当测试参数与标准测试参数有偏差时，如试样制备、试样尺寸、试样方向、测试状态或点火源等非标准，那么此测试应注明为非标准测试。同时，要报告在10.1中涉及的所有信息。QJ10014.1—20087附录A(资料性附录)测试机构的能力与认可A.1能力应对按本部分规定的方法进行燃烧性能测试的实验室进行认可。由于这种测试的数据被用来推荐当前可供选择的空间材料，因此，进行认可是必要的。认可应基于ISO/IEC17025和本部分所描述的具体要求。认可程序宜包括能力验证，且符合ISO/IEC指南43