Adhesive bond behaviour in cryogenic environment (ESA)

Dieses Programm ist ein ESA-Forschungsprogramm mit KRP-M zur besseren Charakterisierung von Klebstoffen in kryogenen Umgebungen.

Hintergrund:
Klebstoffe werden in der Raumfahrtindustrie häufig zum Verkleben einer Vielzahl von Materialien verwendet. Diese Klebstoffe müssen ein gewisses Maß an Zuverlässigkeit hinsichtlich der Umweltfaktoren aufweisen, die ihre Eigenschaften und damit ihre Funktionalität beeinflussen.
Das Verhalten solcher Klebstoffe unter kryogenen Bedingungen muss klar verstanden werden und die Klebeverbindung muss in Detail überprüft werden, um die Konstruktionszuverlässigkeit zu erhöhen und die Verwendung von Klebstoffen zu optimieren.
Im Hinblick auf einen Langzeitbetrieb unter kryogenen Bedingungen, wie für Weltraummissionen (JUICE, [RD01]), L2-Missionen oder andere spezifische Missionen mit kryogenen Instrumenten (ähnlich wie bei früheren JWST- oder zukünftigen Missionen EUCLID, ATHENA + [RD02-04]) wird ein Modell der Klebeeigenschaften benötigt.

Ziele der Aktivität:
Das Hauptziel dieser Arbeit ist es, die quantitativen Daten aus den durchgeführten Tests zu gewinnen und zu dokumentieren. Teil dieses Ziels ist auch, die Charakterisierung zur besseren Vorhersage des Haftverhaltens während der langfristigen Exposition gegenüber der Weltraumumgebung bei kryogenen Temperaturen.
Der erste Schritt ist die Durchführung einer Literaturrecherche auf dem Gebiet der Klebematerialien und Klebeverbindungen und ihrer Leistung unter der relevanten Weltraumumgebung im Temperaturbereich von -269 ° C (4 K) bis + 80 ° C (353 K), typisch für kryogene Instrumente.
Der zweite Schritt besteht darin, eine Kompromissanalyse durchzuführen und die relevanteste Kombination aus Klebstoffen und Substraten auszuwählen, wobei der Schwerpunkt auf der thermischen Stabilität und der Funktionsleistung der Klebstoffe in Weltraumumgebungen bei kryogenen Temperaturen liegt. Interessierende Materialien sind: Si, SiC, SiO2, Lithiumaluminosilikatglaskeramik, CFK, GFK, PEEK, Polyimid, Stahl, Nickel, Titan und Aluminiumlegierungen.
Der dritte Schritt besteht darin, Proben der Klebeverbindungen herzustellen, die repräsentativen Klebeverbindungsplatten unter kryogenen Bedingungen zu testen und die getesteten Materialien zu charakterisieren [RD05-08].
Schließlich sind alle erhaltenen Daten in einem übersichtlichen Format anzugeben, um eine weitere Verwendung in Entwurfs- und Materialauswahlphasen künftiger ESA-Missionen wie JUICE, EUCLID, ATHENA zu ermöglichen.