Atomarer Sauerstofftest — ASTM E2089 / ECSS-Weltraumspezifikationen

Was ist Atomic Oxygen?

Der atomare Sauerstofftest ist ein Test, bei dem die Erosion, die der in der erdnahen Umlaufbahn vorhandene atomare Sauerstoff auf einer Materialoberfläche verursacht, mit einer kontrollierten Quelle simuliert wird. Der Erosionsertrag wird gemessen.

Zweck von Atomic Oxygen

Der Zweck besteht darin, den Widerstand von Außenoberflächenmaterialien, die über einen langen Zeitraum in der Umlaufbahn verbleiben, gegenüber atomarer Sauerstofferosion zu bestimmen.

Bei welchen Produkten wird Atomic Oxygen angewendet?

Wärmedecken und Außenfolien
Abdeckungen für Solarmodule
Polymerstrukturelemente
Schutzbeschichtungen

In welchen Branchen wird Atomic Oxygen eingesetzt?

Luft- und RaumfahrtRaumVerteidigungElektronik

Normen zu Atomic Oxygen

ASTM E2089
ECSS-Q-ST-70-06

Prüfbedingungen für Atomic Oxygen

Quelle: Plasma- oder ionenstrahlbasierte atomare Sauerstoffquelle
Fluss: In der Spezifikation definierte Atome/cm²·s
Totale Fluenz: Gesamtexposition entsprechend der Missionsdauer
Referenz: Kalibrierung mit einem Referenzmaterial wie Kapton

Prüfgerät für Atomic Oxygen

Atom-Sauerstoff-Expositionssystem
Flussmess- und Referenzprobenanlage
Mikrowaage
Profilometer und REM

Probenanforderungen für Atomic Oxygen

Oberfläche und Masse der Probe müssen gemessen werden
Dazu muss eine Referenzprobe belichtet werden
Die Oberfläche muss sauber sein
Die Anzahl der Exemplare ist in der Spezifikation festgelegt

Dauer von Atomic Oxygen

Dies hängt von der angestrebten Gesamtfluenz ab; typischerweise Tage bis Wochen.

Ablauf von Atomic Oxygen

1Die Probe und die Referenz werden vorbereitet und ihre Massen werden gemessen.
2Der Fluss wird mit der Referenzprobe kalibriert.
3Die Belichtung wird bis zur angestrebten Gesamtfluenz fortgesetzt.
4Der Massenverlust wird gemessen.
5Der Erosionsertrag wird berechnet und die Oberfläche untersucht.

Annahmekriterien für Atomic Oxygen

Als Akzeptanzkriterium wird in der Spezifikation eine maximale Erosionsausbeute bzw. die verbleibende Dicke am Ende der Mission angegeben.

Auswertung der Ergebnisse

Die Erosionsausbeute hängt stark vom Material ab; Siliziumhaltige Materialien können auf der Oberfläche eine schützende Oxidschicht bilden.

Prüfbericht zu Atomic Oxygen

Standard angewendet
Fluss und Gesamtfluenz
Referenzkalibrierung
Massenverlust und Erosionsertrag
Oberflächenbilder

Akkreditierung

EUROLAB verfügt über eine international anerkannte Akkreditierung, die von Akkreditierungsstellen erhalten wurde, die Vertragspartei der multilateralen Anerkennungsvereinbarungen IAF und ILAC sind, gemäß ISO/IEC 17025 für Labortests, ISO/IEC 17020 für Inspektion und Überwachung sowie ISO/IEC 17021-1 und ISO/IEC 17065 für System- und Produktzertifizierung. Diese Kette stellt sicher, dass die ausgestellten Berichte und Zertifikate weltweit akzeptiert werden.

Ob dieser Test im akkreditierten Rahmen angeboten werden kann, hängt von Ihrem Produkt und der angewandten Norm ab; Da die Akkreditierung methodenbasiert erfolgt, wird der Umfang bereits im Angebotsstadium schriftlich bestätigt.

Geltungsbereich und Berechtigungen

Luft- und Raumfahrtprüfung — Was umfasst dieser Prüfbereich?

Der folgende Abschnitt beschreibt das Gebiet, zu dem der Test Atomic Oxygen gehört; die Bedingungen und Abnahmekriterien dieses konkreten Tests stehen in den obigen Abschnitten. Der für Ihr Produkt spezifische Umfang wird schriftlich im Angebotsstadium festgelegt.

Luft- und Raumfahrtprüfungen zeigen, dass die Ausrüstung in der Flugumgebung weiterhin funktioniert, und liefern Nachweise für die Lufttüchtigkeitsakte. In dieser Familie ist die akzeptable Ausfallwahrscheinlichkeit um mehrere Größenordnungen niedriger als in anderen Branchen; dies bestimmt unmittelbar den Prüfumfang und den Zertifizierungsaufwand.

Das markanteste Merkmal des Bereichs ist die RÜCKVERFOLGBARKEIT. Aus welcher Schmelze ein Flugzeugteil stammt, in welchem Wärmebehandlungsofen und mit welchem Zyklus es bearbeitet wurde, welcher Schweißer geschweißt hat und welcher Prüfer es abgenommen hat, wird alles erfasst. Der Prüfbericht ist ein Glied dieser Kette; ist die Kette unterbrochen, hat der Bericht für sich allein keinen Wert.

Die Umweltqualifikation erfolgt nach RTCA DO-160, wobei die Kategorien je nach EINBAUORT der Ausrüstung im Flugzeug gewählt werden. Ein am Cockpitpaneel montiertes Gerät und ein im Flügel montiertes Gerät durchlaufen denselben Abschnitt in unterschiedlichen Kategorien. Beim Lesen eines DO-160-Berichts ist es daher wesentlich zu wissen, welche Abschnitte in welchen Kategorien angewendet wurden.

Auf der Seite von Software und komplexer Hardware ändert sich der Ansatz vollständig: Der Nachweis ist nicht die Prüfung, sondern die PROZESSSICHERUNG. DO-178C für Software und DO-254 für komplexe elektronische Hardware legen fest, wie der Entwicklungsprozess ablaufen soll und welche Nachweise zu erbringen sind. Jeder Schritt, von der Anforderung über den Code bis zum Codetest und zur Abdeckungsanalyse, muss rückverfolgbar sein. Das Testen einer Software macht sie nicht zertifizierbar; das tut die Prozessdokumentation.

Auf der Seite von Material und Sonderprozessen gilt ein eigenständiges Regelwerk. AWS D17.1 wird für Schweißen, SAE AMS 2750 für Pyrometrie bei der Wärmebehandlung und NAS 410 für Personal der zerstörungsfreien Prüfung verwendet. Für Sonderprozesse (Wärmebehandlung, Beschichtung, Schweißen, NDT, Kleben) ist die NADCAP-Akkreditierung in der Lieferkette faktisch verpflichtend; ohne NADCAP ist es nicht möglich, Teile an viele OEMs zu verkaufen.

Auf der Seite des Qualitätsmanagementsystems wird die Normenreihe AS/EN 9100 verwendet: 9100 für Hersteller, 9110 für Instandhaltungsbetriebe und 9120 für Händler. Ohne diese Zertifikate ist der Einstieg in die Luft- und Raumfahrt-Lieferkette praktisch unmöglich, und die Audits sind deutlich detaillierter als in anderen Branchen.

Das Risiko gefälschter Teile ist ein für den Bereich eigentümliches Thema. Zur Erkennung gefälschter oder wiederaufbereiteter Teile in der Lieferkette elektronischer Bauteile werden eigene Normen und Prüfmethoden (Sichtprüfung, Röntgen, Dekapsulierung und Untersuchung der inneren Struktur, XRF) eingesetzt.

Weltraumanwendungen bringen weitere Ebenen mit sich: Ausgasung im Vakuum, Strahlungsbeständigkeit, langandauernde Thermovakuumzyklen und die Bewertung von Single-Event-Effekten.

Methodengruppen in diesem Bereich

Umweltqualifikation
RTCA-DO-160-Abschnitte: Temperatur und Höhe, Vibration, Stoß, Feuchtigkeit, Sand und Staub, Pilzbefall, Salznebel, Flüssigkeitsempfindlichkeit, Vereisung, Blitzschlag.
Elektromagnetisch
Die EMV-Abschnitte von DO-160; MIL-STD-461 und MIL-STD-704 zu Leistungsmerkmalen auf militärischen Plattformen.
Software- und Hardware-Absicherung
DO-178C Software-Lebenszyklus und DO-254 Hardware-Entwurfsabsicherungsnachweise; Anforderungsrückverfolgbarkeit und Abdeckungsanalyse.
Werkstoffe und Schweißen
Schweißnachweis nach AWS D17.1, mechanische Werkstoffprüfung, Metallografie und zerstörungsfreie Prüfung.
Kontrolle besonderer Prozesse
SAE AMS 2750 Pyrometrie, Verifizierung von Beschichtungs- und Wärmebehandlungsprozessen, Vorbereitung auf NADCAP-Audits.
Weltraumumgebung
Thermovakuumzyklen, Ausgasung, Strahlungstoleranz und akustische/Vibrations-Qualifikation.

Häufig verwechselt in diesem Bereich

Es gibt kein Dokument namens „DO-160-Zertifikat"; DO-160 ist eine Prüfspezifikation, deren Ergebnis ein Qualifikationsbericht ist.
Die Auswahl der Abschnitte und Kategorien ergibt sich aus der Gerätespezifikation des Kunden; das Labor kann diese Auswahl nicht eigenständig treffen.
DO-178C und DO-254 können nicht allein durch Prüfung erfüllt werden; der Nachweis ist die Rückverfolgbarkeit des Entwicklungsprozesses.
Ein AS9100-Zertifikat ist keine Produktzulassung; es ist ein Qualitätsmanagementzertifikat, die Teilezulassung läuft separat.
Bei besonderen Prozessen wird ohne NADCAP durchgeführte Arbeit in der Lieferkette nicht akzeptiert, selbst wenn sie technisch korrekt ist.
MIL-STD-810 und DO-160 werden oft verwechselt: die eine ist eine militärische, die andere eine zivile Luftfahrtspezifikation, und ihre Profile unterscheiden sich.

Welche Entscheidungen diese Ergebnisse unterstützen

Lufttüchtigkeit und TSO/ETSO-Unterlagen
Eintritt in die Luft- und Raumfahrt-Lieferkette und Lieferantenfreigabe
Freigabe besonderer Prozesse und NADCAP-Vorbereitung
Ermittlung der Auswirkung einer Konstruktionsänderung auf die Qualifikation
Management des Risikos gefälschter Teile und Bauteilverifizierung

Häufige Fragen zu Atomic Oxygen

Nach welchem Standard ist Atomic Oxygen hergestellt?

Atomic Oxygen wird im Bereich ASTM E2089 und ECSS-Q-ST-70-06 ausgeführt. Die anzuwendenden Grenzwerte und Akzeptanzkriterien sind in der Produktnorm festgelegt; Die für Ihr Produkt gültige Version wird im Angebotsstadium schriftlich bestätigt.

Für welche Produkte gilt Atomic Oxygen?

Wird hauptsächlich auf Wärmedecken und Außenfolien, Abdeckungen für Solarmodule, Polymerstrukturelemente und Schutzbeschichtungen angewendet. Ob Ihr Produkt in den Geltungsbereich fällt, wird anhand der technischen Spezifikationen und des Verwendungszwecks festgestellt.

Unter welchen Bedingungen wird Atomic Oxygen durchgeführt?

Die bestimmenden Parameter sind: Quelle — Plasma- oder ionenstrahlbasierte atomare Sauerstoffquelle, Fluss — In der Spezifikation definierte Atome/cm²·s und Totale Fluenz — Gesamtexposition entsprechend der Missionsdauer. Die vollständigen Bedingungen finden Sie im Abschnitt „Testbedingungen“ auf der Seite und variieren je nach Produktstandard.

Welche Art von Beispiel wird für Atomic Oxygen benötigt?

Oberfläche und Masse der Probe müssen gemessen werden, Dazu muss eine Referenzprobe belichtet werden und Die Oberfläche muss sauber sein. Die Anzahl der Proben richtet sich nach der Produktnorm und dem zu meldenden Umfang.

Wie lange dauert Atomic Oxygen?

Dies hängt von der angestrebten Gesamtfluenz ab; typischerweise Tage bis Wochen. Diese Dauer gehört zum Experiment selbst; Probenvorbereitung, Warteschlangen und Berichterstellung werden ebenfalls bewertet. Im Angebot finden Sie einen realistischen Zeitplan für Ihr Produkt.

Wie heißt das Atomic Oxygen-Ergebnis „angemessen“?