一文看懂真空质损仪(Vacuum Mass Loss Apparatus)

真空质损仪（Vacuum Mass Loss Apparatus）是一种用于评估材料在真空环境下出气特性的专业测试设备，主要用于测定材料在高温真空条件下的质量损失和挥发性污染物析出情况。真空质损仪的核心功能是评估材料的出气污染特性。在航天、电子等高洁净真空环境中，材料内部或表面的挥发性成分会以分子形式逸出，沉积在关键设备表面，导致热控系统、光学系统等性能下降甚至失效。

空间材料的许多性能在真空中可能发生变异，其原因是蒸发，升华，出气，从而导致材料的质量减少。材料在真空中所减少的那部分质量逸出到太空真空环境中，改变了真空环境的状态，包括压力，密度和粒子的飞行方向。其中有些可能在较冷的表面上重新凝结，造成航天器敏感表面污染。所以研究材料在空间环境下的可挥发物量的大小，从而评价空间材料逸出物对航天器整个寿命期内的污染影响。

材料除气/释放/放气是固体释放气体的过程，特别是在封闭的环境中发生的放气。固体释放气体的原因有很多种。有些会发生相变，导致从固体到气体的转变，并释放出气体。如果材料有缺陷，也会使气体排出。在真空中工作的组织也需要担心出气。气体可能会凝结在设备部件上，妨碍功能。

• ASTM E595测试舱

• ASTM E595测试架

• 冷凝物收集器组件 

• 真空泵系统（分子泵与涡旋泵） 

• 仪表控制柜（电源控制器与真空控制器） 

• 数据采集PLC和软件控制系统

3.1测试项目

• 总质量损失TML(Total Mass Loss)；

• 挥发物质冷凝量 CVCM(Collected Volatile Condensable Materials)；

• 参数水汽量WVR(Water Vapor Regained)

3.2测试流程

根据 ASTME 595测试方法，样品被置于真空度为 5 x 10-5Torr 真空舱体中，加热温度为125摄氏度，回收冷凝物收集器温度为25摄氏度，连续测试运行24小时后，试验结束后样品及冷凝挥发物收集器再次进行处理，23°C和50%相对湿度条件下放置24小时（常压下）。计算材料试验后的总质量损失（TML）、挥发物质冷凝量（CVCM）和参数水汽量(WV。 选择最低“出气率”的材料作为高真空/高洁净环境应用要求的首选材料。

真空质损仪优点：快速筛选能力强、标准符合性权威、测试精准可靠

四、真空质损仪应用

4.1 航空航天领域

航天器材料筛选：评估材料在太空真空环境下（10⁻³~10⁻⁶ Pa）的出气污染风险，防止挥发物在光学镜头、热控涂层、太阳能电池板等敏感表面沉积

长寿命任务保障：针对GEO轨道15年寿命的通信卫星，通过ASTM E1559动力学测试预测全寿命周期污染总量

载人航天安全：检测舱内非金属材料（如电缆、粘合剂）的TML/CVCM，确保航天员健康和设备可靠

4.2 半导体与电子制造领域

先进封装：2.5D/3D封装中underfill、DAF（Die Attach Film）的出气检测，防止Bump间污染

光刻工艺：光刻胶、清洗剂的VOCs（挥发性有机物）控制在ppb级别

真空设备：PVD/CVD腔体内部件的低出气要求（TML<0.5%, CVCM<0.05%）

高频PCB：PTFE基板材料在真空回流焊中的质量损失监测

导热材料：热界面材料（TIM）在高温高真空下的挥发物控制

密封材料：EMI屏蔽罩密封圈的低出气配方开发

• ASTM E595-2015(21)在真空环境中放气引起的总质量损失及收集的挥发性可凝聚物的测试方法

• ECSS-Q-ST-70-02C航天材料筛选的热真空出气测试

• GB/T 34517-2017航天器用非金属材料真空出气评价方法

• QJ 1558B-2016真空条件下材料挥发性能测试,

• QJ 20290-2014 航天器用非金属材料真空出气评价方法

• GJB 1217A-2009电连接器试验方法

• SJ/T 11187-2023 表面组装用胶粘剂通用规范

背景信息：验证PCB板材是否符合航天级

测试方法： ASTM E595-2015(2021)

测试设备：真空质损仪

测试条件：

测试结果：

a）送检样在测试前，其固化、清洗和其他处理过程应与材料提交航天器人轨之前的处理过程一致，不应对送检样品做进一步的清洗或其他附加处理；

b）送检人员对送检样品应进行适当的包装，包装物应不会带来额外污染，防止出现尘埃污染、气体腐蚀和机械损伤，一般采用带封口的样品袋或玻璃器等；

c）送检样品质量一般不小于10g。