论文部分内容阅读
[摘 要]目前我国研制的空间飞行器关键部位仍选用一定数量从国外引进的宇航级电连接器。某些关键部位虽选用了部分国产宇航级电连接器，但生产这些高可靠电连接器接触件和绝缘体的原材料仍依靠进口。分析其原因是选择国外宇航级电连接器已有多次成功经验，而选用国产宇航级电连接器替代进口将承担很大风险。还必须解决国产与进口连接器之间的功能性互换技术。
[关键词]宇航级电连接器；质量控制；研究
中图分类号：TM503.5 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）33-0137-01
1 宇航级电连接器主要零件材料选用
1.1 壳体
壳体材料应保证低渗透性，能阻止在材料中形成磁场。可优选机加工铝合金、不锈钢和黄铜等材料。机加工铝合金按成型方法不同，可选用硬铝板（棒）机械加工或用锻铝冷挤压成型。常用材料牌号有硬铝（LY12）和锻铝（LD2）（LD10）等。冷挤压成型方法生产效率较高、成本较低。宇航级气密封固定电连接器壳体可选用1Cr18Ni9Ti不锈钢棒或4J29低膨胀合金棒车制。以保证与玻璃绝缘体烧结后，在热应力作用下具有相匹配的较低的膨胀系数，保证气密性良好。射频同轴电连接器常选用H62黄铜棒车制。
1.2 接触件
优选铍青铜和半硬黄铜等材料。一般均选用铍青铜制作阴接触件（插孔），因铍青铜具有比一般青铜和黄铜更高的强度水平。铍青铜接触件承受高应力时能无屈服变形或断裂，维持长期的高应力状态而不松弛，在有限的空间内能提供最大的力。并且具有高的导电率和导热率、优良的抗腐蚀性和良好的工艺性能。由于半硬黄铜具有较高的机械强度和刚度，适宜于制作对弹性要求不高，但要求一定机械强度和刚度的阳接触件（插针）。当有特殊释气要求时，因接触件标志可能不满足1%TML和0.1%CVCM的释气要求，故接触件不能采用彩色条纹标记，应推荐使用无印迹的接触件或低释气环氧印记。
1.3 弹性零件
宇航级电连接器上有许多起锁紧定位功能的关键弹性零件，如弹簧爪、卡环、卡钉等。常选用经热处理的铍青铜或无磁性不锈钢制作。对有残磁要求的应用场合，禁止使用具有磁性且易产生氢脆的弹簧钢制作弹性零件。制作弹性零件的材料性能是否符合标准要求非常重要。不少连接器的失效都是由弹性零件失效所引起的，而弹性零件失效的原因往往是由于材料质量问题。
2 宇航级电连接器材料的质量控制的具体策略
2.1 建议通过招标竞争方式，建立国家级的宇航电连接器材料筛选中心
目前我国还没有制定专门的宇航级电连接器国家军用标准。即使少数海、陆、空三军通用的国军标（如GJB599）中提到宇航级电连接器类型和要求，也没有规定宇航级电连接器应具有的全部性能（如辐射、臭氧等）。若按这些标准生产验收的电连接器用于空间实验室关键部位，无疑会降低宇航系统整体可靠性。用户在实际应用中为提高宇航用电连接器可靠性，只得用补充协议方式对宇航级电连接器增加热真空释气、辐射、臭氧等试验"但因各单位考核方法不一，使得我国宇航级电连接器水平不一，限制了研制、生产和使用。
为确保我国下一步空间实验室、探月等系统工程研制计划顺利实现，必须尽快改变目前不加消化全部照搬照抄NASA、ESA标准，甚至认为国外宇航电连接器标准已完美无缺，拿来直接应用的局面。必须尽快改变目前国军标和宇航标准分属二个系统，导致至今还没有宇航级电连接器标准的统一归口管理单位的局面。
建议总装备部等主管单位组织有关单位和专家在制定“宇航等高可靠电连接器关键材料战略发展规划”的同时，开展如何建立适合我国国情，能满足空间技术发展所需宇航电连接器材料鉴定、筛选需求专业研究机构的专题研讨。在取得共识基础上，通过招标竞争方式，尽快建立国家级的宇航电连接器材料筛选中心"该中心应是客观、公正、专业的第三方，为配合研制生产宇航级电连接器，承担材料选用和筛选试验！失效分析和应用研究等任务；为制定宇航电连接器标准和试验方法提供科学依据；为宇航等高可靠电连接器生产单位和使用单位提供技术支持的公共信息平台。
2.2 建议加强产学研结合，开展宇航级高可靠连接器关键材料质量鉴定和认定
目前学校和科研院所研究課题与生产厂实际和用户应用距离甚远，许多宇航级电连接器都选用国军标附加双方协议。其中对材料失效的物理分析不广不深，许多材料技术指标规定都缺乏科学验证。若高校和科研院所能和生產厂联合开展宇航级电连接器材料性能摸底试验、鉴定试验、可靠性增长试验等，开展宇航电连接器材料可靠性筛选试验方法和材料应用课题研究，必将大大提高制定宇航级电连接器产品标准的科学性和权威性。
据作者对国内多个生产GJB599（MIL38999）系列耐环境高可靠电连接器生产厂了解，同样生产该系列产品接触件的敏青铜材料选用的货源不一样。几家承担生产该系列宇航级产品的生产厂因国产材料经多次试验，在尺寸精度、机械性能等方面存在一致性差且质量不稳定等问题，至今仍选用进口材料；而几家供应非航空、航天的在其它军用装备上使用该系列产品的生产厂，目前接触件选用的是国产被青铜材料。
故作者建议国内宇航级电连接器的生产单位、使用单位应和北京邮电大学、广州电子5所等具有连接器电接触研究和鉴定试验能力的科研单位联合立题，在消化吸收NASA，ESA和MIL等国外标准许多成熟技术和经验基础上，尽快强化我国宇航级电连接器材料选用和筛选等共性技术基础研究。对目前国产和进口敏青铜等宇航级电连接器用关键材料进行全面的性能分析鉴定试验，从中找出差距和整改措施。在经过几轮试验改进，国产材料性能一致性和稳定性已达到国外同类材料水平的基础上，进一步开展接触件等零件和组装成典型产品的对比试验和鉴定试验。要通过不断试验、总结、改进，再试验、总结、改进，直至成功。
3 结语
总而言之，加强科研经费的投入，不断提高我国的科研水平，只要从现在起持之以恒坚持努力，将研制生产宇航电连接器的关键材料质量控制技术，掌握在我们自已手中。对制约中国宇航电连接器发展的瓶颈终将突破。
参考文献
[1] 杨奋为.航天电连接器材料的选用及质量控制[J].质量与可靠性，2002（1）.
[2] 杨奋为.宇航用电连接器的选材质量研讨[J].机电元件，2008（28）.
[3] 杨奋为.宇航级电连接器的材料质量控制研究[J].质量与可靠性， 2010（2）.
[4] 高亮.航天电连接器空间环境可靠性试验与评估的研究[D].浙江大学， 2012.
[关键词]宇航级电连接器；质量控制；研究
中图分类号：TM503.5 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）33-0137-01
1 宇航级电连接器主要零件材料选用
1.1 壳体
壳体材料应保证低渗透性，能阻止在材料中形成磁场。可优选机加工铝合金、不锈钢和黄铜等材料。机加工铝合金按成型方法不同，可选用硬铝板（棒）机械加工或用锻铝冷挤压成型。常用材料牌号有硬铝（LY12）和锻铝（LD2）（LD10）等。冷挤压成型方法生产效率较高、成本较低。宇航级气密封固定电连接器壳体可选用1Cr18Ni9Ti不锈钢棒或4J29低膨胀合金棒车制。以保证与玻璃绝缘体烧结后，在热应力作用下具有相匹配的较低的膨胀系数，保证气密性良好。射频同轴电连接器常选用H62黄铜棒车制。
1.2 接触件
优选铍青铜和半硬黄铜等材料。一般均选用铍青铜制作阴接触件（插孔），因铍青铜具有比一般青铜和黄铜更高的强度水平。铍青铜接触件承受高应力时能无屈服变形或断裂，维持长期的高应力状态而不松弛，在有限的空间内能提供最大的力。并且具有高的导电率和导热率、优良的抗腐蚀性和良好的工艺性能。由于半硬黄铜具有较高的机械强度和刚度，适宜于制作对弹性要求不高，但要求一定机械强度和刚度的阳接触件（插针）。当有特殊释气要求时，因接触件标志可能不满足1%TML和0.1%CVCM的释气要求，故接触件不能采用彩色条纹标记，应推荐使用无印迹的接触件或低释气环氧印记。
1.3 弹性零件
宇航级电连接器上有许多起锁紧定位功能的关键弹性零件，如弹簧爪、卡环、卡钉等。常选用经热处理的铍青铜或无磁性不锈钢制作。对有残磁要求的应用场合，禁止使用具有磁性且易产生氢脆的弹簧钢制作弹性零件。制作弹性零件的材料性能是否符合标准要求非常重要。不少连接器的失效都是由弹性零件失效所引起的，而弹性零件失效的原因往往是由于材料质量问题。
2 宇航级电连接器材料的质量控制的具体策略
2.1 建议通过招标竞争方式，建立国家级的宇航电连接器材料筛选中心
目前我国还没有制定专门的宇航级电连接器国家军用标准。即使少数海、陆、空三军通用的国军标（如GJB599）中提到宇航级电连接器类型和要求，也没有规定宇航级电连接器应具有的全部性能（如辐射、臭氧等）。若按这些标准生产验收的电连接器用于空间实验室关键部位，无疑会降低宇航系统整体可靠性。用户在实际应用中为提高宇航用电连接器可靠性，只得用补充协议方式对宇航级电连接器增加热真空释气、辐射、臭氧等试验"但因各单位考核方法不一，使得我国宇航级电连接器水平不一，限制了研制、生产和使用。
为确保我国下一步空间实验室、探月等系统工程研制计划顺利实现，必须尽快改变目前不加消化全部照搬照抄NASA、ESA标准，甚至认为国外宇航电连接器标准已完美无缺，拿来直接应用的局面。必须尽快改变目前国军标和宇航标准分属二个系统，导致至今还没有宇航级电连接器标准的统一归口管理单位的局面。
建议总装备部等主管单位组织有关单位和专家在制定“宇航等高可靠电连接器关键材料战略发展规划”的同时，开展如何建立适合我国国情，能满足空间技术发展所需宇航电连接器材料鉴定、筛选需求专业研究机构的专题研讨。在取得共识基础上，通过招标竞争方式，尽快建立国家级的宇航电连接器材料筛选中心"该中心应是客观、公正、专业的第三方，为配合研制生产宇航级电连接器，承担材料选用和筛选试验！失效分析和应用研究等任务；为制定宇航电连接器标准和试验方法提供科学依据；为宇航等高可靠电连接器生产单位和使用单位提供技术支持的公共信息平台。
2.2 建议加强产学研结合，开展宇航级高可靠连接器关键材料质量鉴定和认定
目前学校和科研院所研究課题与生产厂实际和用户应用距离甚远，许多宇航级电连接器都选用国军标附加双方协议。其中对材料失效的物理分析不广不深，许多材料技术指标规定都缺乏科学验证。若高校和科研院所能和生產厂联合开展宇航级电连接器材料性能摸底试验、鉴定试验、可靠性增长试验等，开展宇航电连接器材料可靠性筛选试验方法和材料应用课题研究，必将大大提高制定宇航级电连接器产品标准的科学性和权威性。
据作者对国内多个生产GJB599（MIL38999）系列耐环境高可靠电连接器生产厂了解，同样生产该系列产品接触件的敏青铜材料选用的货源不一样。几家承担生产该系列宇航级产品的生产厂因国产材料经多次试验，在尺寸精度、机械性能等方面存在一致性差且质量不稳定等问题，至今仍选用进口材料；而几家供应非航空、航天的在其它军用装备上使用该系列产品的生产厂，目前接触件选用的是国产被青铜材料。
故作者建议国内宇航级电连接器的生产单位、使用单位应和北京邮电大学、广州电子5所等具有连接器电接触研究和鉴定试验能力的科研单位联合立题，在消化吸收NASA，ESA和MIL等国外标准许多成熟技术和经验基础上，尽快强化我国宇航级电连接器材料选用和筛选等共性技术基础研究。对目前国产和进口敏青铜等宇航级电连接器用关键材料进行全面的性能分析鉴定试验，从中找出差距和整改措施。在经过几轮试验改进，国产材料性能一致性和稳定性已达到国外同类材料水平的基础上，进一步开展接触件等零件和组装成典型产品的对比试验和鉴定试验。要通过不断试验、总结、改进，再试验、总结、改进，直至成功。
3 结语
总而言之，加强科研经费的投入，不断提高我国的科研水平，只要从现在起持之以恒坚持努力，将研制生产宇航电连接器的关键材料质量控制技术，掌握在我们自已手中。对制约中国宇航电连接器发展的瓶颈终将突破。
参考文献
[1] 杨奋为.航天电连接器材料的选用及质量控制[J].质量与可靠性，2002（1）.
[2] 杨奋为.宇航用电连接器的选材质量研讨[J].机电元件，2008（28）.
[3] 杨奋为.宇航级电连接器的材料质量控制研究[J].质量与可靠性， 2010（2）.
[4] 高亮.航天电连接器空间环境可靠性试验与评估的研究[D].浙江大学， 2012.