《用高低温低气压箱测航天密封件在低压低温下的密封保持力》

参考标准：GJB150A、GB/T2423.21；

应用领域：航天飞行器、卫星舱体、航空管路弹性密封件；

方案摘要：高低温低气压箱模拟高空 / 太空低温低压环境，测试硅橡胶密封件在低温低压工况下的密封保持力，评估密封件压缩回弹性能与泄漏风险，用于航天密封材料选型。

实验目的

航天设备在轨环境低温、外部气压极低，密封件低温硬化会导致压紧力下降，出现气体泄漏。测试密封件在低压低温环境下的密封保持力，预判在轨密封失效风险。

仪器、耗材、试剂

仪器：高低温低气压试验箱、密封夹具、压力传感器、力值采集仪；耗材：三种硅橡胶密封件各 5 件（A 普通硅橡胶、B 低温柔性硅橡胶、C 航天改性硅橡胶）、密封工装、高纯氮气；试剂：无水乙醇。

实验过程

取样：三种规格 O 型密封环各 5 件，外观检查无裂纹、缺口。样品处理：乙醇清洁密封件表面油污，装入专用密封工装，预压缩至设计压缩率 25%。放入试验箱，参数设置：温度 - 55℃，气压 5kPa，保温保压持续 72h，实时采集密封压紧力与内部氮气泄漏量。

实验结果

测试结束取出，回温后读取力值：A 普通硅橡胶平均密封保持力仅为初始值 41%，5 件样品中有 3 件泄漏；B 低温柔性胶保持力 64%，5 件中 2 件微泄漏；C 改性航天胶保持力 87%，无泄漏。

数据分析

低温低压会加速橡胶分子硬化，压缩变形增大，密封保持力衰减。改性航天硅橡胶低温下回弹性能远优于普通硅橡胶；普通硅橡胶在 - 55℃下硬度急剧上升，压紧力大幅跌落，极易产生缝隙泄漏。

讨论总结

航天密封选型不能仅看常温密封性能，必须开展低温低压耦合试验。改性硅橡胶更适合深空、高空低压低温工况；后续可增加多次温度循环，评估密封件疲劳衰减特性。

以上方案仅供参考，在实际试验过程中，可根据具体的试验需求、资源条件以及产品的特性进行适当调整与优化。

原创作者：广东皓天检测仪器有限公司