열진공 및 우주환경 시뮬레이션 챔버

열진공 챔버는 진공 챔버에 문제가 하나 더 쌓인 형태입니다. 내부 표면이 극저온과 고온을 오가는 동안 진공을 유지해야 하며, 이 조건이 모든 잘못된 재료 선택을 드러냅니다.

열진공을 다르게 만드는 것

열 사이클은 모든 것을 움직입니다. 상온에서 밀봉되던 접합부가 플랜지가 냉각될 때 볼트와 플랜지의 수축률 차이로 벌어질 수 있습니다. 강성으로 고정된 슈라우드는 지지부가 균열될 수 있습니다. 진공 경계를 유지하면서 변위를 허용하도록 설계해야 하며, 이는 보통 강성 구조가 아니라 벨로우즈, 슬롯형 마운트, 슬라이딩 지지대를 사용한다는 뜻입니다.

열진공 환경의 재료

용기에는 저온에서도 유효한 인성을 유지하는 316L을 사용합니다. 오스테나이트계 등급은 페라이트계 스테인리스에서 나타나는 연성-취성 천이를 보이지 않기 때문입니다. 열 슈라우드에는 강도보다 열전도성이 중요한 경우 알루미늄을 사용합니다. 내부 체결 부품은 주의가 필요한데, 산화막이 재생성되지 않는 진공에서는 갈림(galling)이 훨씬 심하기 때문입니다.

포트와 피드스루

열진공 챔버는 프로세스 챔버보다 훨씬 많은 관통부를 갖습니다. 슈라우드와 시험체용 열전대·계측 피드스루, 히터용 전원 피드스루, 그리고 시험의 목적인 계측 장비용 광학 포트입니다. 각각이 누설 경로이므로 포트 수가 제작 비용과 누설 검사 시간을 함께 좌우합니다.

검증

용기는 슈라우드를 장착하기 전에 상온에서 헬륨 누설 검사를 하고, 조립이 끝난 챔버를 다시 검사합니다. 설치 전 검사는 통과하고 이후 실패하는 경우, 원인은 대개 용기 자체가 아니라 추가된 포트나 건드려진 접합부입니다.

우주환경 시뮬레이션의 특수성

우주환경 시뮬레이션은 시험체가 벽면을 보지 않을 만큼 챔버가 커야 한다는 요구를 추가합니다. 슈라우드가 시험체에 닿지 않고 둘러싸야 하므로, 이것이 용기 직경과 내부 지지 구조를 동시에 결정합니다. 이러한 형상 때문에 우주환경 시뮬레이션 챔버는 표준 제품이 아니라 1점 제작이 되는 경우가 일반적입니다.

자주 묻는 질문