技術特征：

1.一種用于測試材料輻射致氣體滲透的裝置，該裝置包括：真空腔室系統(tǒng)、輻射系統(tǒng)、抽氣系統(tǒng)、供氣系統(tǒng)和檢測系統(tǒng)。

2.如權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述真空腔室系統(tǒng)包括左腔室(1)和右腔室(2)，所述左腔室(1)和右腔室(2)是大小相同的圓柱體，通過刀口法蘭連接成一體，所述刀口法蘭間放置有待測材料，支撐網(wǎng)格焊接在右腔室(2)上，用于支撐待測材料；左腔室(1)與右腔室(2)合為一體時，其極限真空為1×10^-7Pa。

3.如權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述輻射系統(tǒng)包括光源(5)及照明系統(tǒng)，用于產(chǎn)生輻射到待測材料(3)表面上的均勻光束。

4.如權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述抽氣系統(tǒng)包括三個抽氣通道，第一抽氣通道的主抽泵為300L/s的磁懸浮分子泵(8)，用于左腔室抽真空；第二抽氣通道采用由兩級分子泵串聯(lián)組成的磁懸浮分子泵組(9)對右腔室抽真空，抽速分別為600L/s和300L/s；第一抽氣通道和第二抽氣通道共用第一干式機械泵(7)作為前級泵；第三抽氣通道采用第二干式機械泵對金屬密封圈(24)和橡膠密封圈(23)之間的空隙抽真空。

5.如權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述供氣系統(tǒng)包括順次連接的氣瓶(16)、減壓閥(17)、截止閥(18)和流量控制器(19)，用于向真空腔室直接充入氣體或流量可調(diào)且已知的氣體，其中流量控制器(19)經(jīng)過精確校準。

6.如權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述檢測系統(tǒng)包括第一真空計(20)、第二真空計(21)和質(zhì)譜計(22)，其中第一真空計(20)、第二真空計(21)分別用于測試左腔室和右腔室的壓力，第二真空計(21)經(jīng)過精確校準，質(zhì)譜計(22)用于測量右腔室的氣體組分和分壓。

7.一種采用如權利要求1-6中任一項所述裝置的材料輻射致氣體滲透的測試方法，其用于測試材料的氣體滲透率，包括如下步驟：

步驟S1：放入待測材料樣品(3)，將左腔室(1)和右腔室(2)連接為一體，通過第一抽氣通道和第二抽氣通道，分別將左腔室(1)和右腔室(2)抽至極限真空；步驟S2：采用第二真空計(21)測量右腔室(2)的氣體壓力；步驟S3：調(diào)節(jié)供氣系統(tǒng)的流量控制器(19)向左腔室(1)充入高純氣體i，使達到一定壓力下的動態(tài)平衡；步驟S4：采用質(zhì)譜計(22)記錄右腔室(2)中氣體i的分壓增量ΔP_i；該材料對氣體i在該壓力下的滲透率K_i(g·m^-2·day^-1)為：

$K_i=\frac{{\mathrm{\ΔP}}_i\·S_{ei}\·M_i}{A\·R\·T}$

其中，S_ei為有效抽速，單位m³/s；M_i為氣體i的摩爾質(zhì)量，單位g/mol；A為樣品的面積，單位m²；R為氣體常數(shù)，單位Pa·m³·K^-1·mol^-1；T為溫度，單位K；

其中，有效抽速S_ei通過以下方式獲得：

步驟SS1：未放入待測材料，將左腔室(1)和右腔室(2)連接為一體，通過第一抽氣通道和第二抽氣通道，將系統(tǒng)抽至極限真空；步驟SS2：關閉第一抽氣通道，調(diào)節(jié)流量控制器(19)向真空腔室系統(tǒng)中通入已知流量Q_i的99.99％高純氣體i；步驟SS3：達到動態(tài)平衡后，采用質(zhì)譜計(22)測量右腔室(2)的壓力P_i。則第二抽氣通道對該氣體i的有效抽速為S_ei＝Q_i/P_i。

其中，為精確測試真空腔室中氣體i的分壓P_i，需對質(zhì)譜計(22)進行校準：

步驟SSS1：未放入待測材料，將左腔室(1)和右腔室(2)連接為一體，通過第一抽氣通道和第二抽氣通道，將系統(tǒng)抽至極限真空；步驟SSS2：關閉第一抽氣通道，向真空腔室系統(tǒng)中通入99.99％高純氣體i，形成動態(tài)平衡；步驟SSS3：待腔室中95％以上為氣體i時，記錄第二真空計(21)測得的總壓P_ion和質(zhì)譜計(22)測得氣體i的分壓P_i。則質(zhì)譜計(22)測試氣體i分壓的修正因子C＝P_ion/P_i。

8.一種采用如權利要求1-6中任一項所述裝置的材料輻射致氣體滲透的測試方法，其用于測試材料的輻射致氣體滲透率，包括如下步驟：

步驟S1：放入待測材料樣品(3)，將左腔室(1)和右腔室(2)連接為一體，通過第一抽氣通道和第二抽氣通道，分別將左腔室(1)和右腔室(2)抽至極限真空；步驟S2：采用第二真空計(21)測量右腔室(2)的氣體壓力；步驟S3：調(diào)節(jié)供氣系統(tǒng)的流量控制器(19)向左腔室(1)充入高純氣體i，使達到一定壓力下的動態(tài)平衡；步驟S4：采用質(zhì)譜計(22)記錄右腔室(2)中氣體i的分壓增量ΔP_i；該材料對氣體i在該壓力下的滲透率K_i(g·m^-2·day^-1)為：

$K_i=\frac{{\mathrm{\ΔP}}_i\·S_{ei}\·M_i}{A\·R\·T}$

步驟S5：待氣體滲透達到穩(wěn)定后，打開光源(5)對待測樣品(3)進行輻射，記錄右腔室(2)中氣體i的分壓增量ΔP_i’，材料在該壓力氣體下被輻射時的滲透率變化ΔK_i(g·m^-2·day^-1)為：

${\mathrm{\ΔK}}_i=\frac{{\mathrm{\ΔP}}_i^{\′}\·S_{ei}\·M_i}{A\·R\·T}$

材料在該壓力氣體下被輻射時的滲透率K_i’(g·m^-2·day^-1)為：

${K_i}^{\′}=K_i+{\mathrm{\ΔK}}_i=\frac{\left({\mathrm{\ΔP}}_i+{\mathrm{\ΔP}}_i^{\′}\right)\·S_{ei}\·M_i}{A\·R\·T}$

其中，S_ei為有效抽速，單位m³/s；M_i為氣體i的摩爾質(zhì)量，單位g/mol；A為樣品的面積，單位m²；R為氣體常數(shù)，單位Pa·m³·K^-1·mol^-1；T為溫度，單位K；

其中，有效抽速S_ei通過以下方式獲得：

步驟SS1：未放入待測材料，將左腔室(1)和右腔室(2)連接為一體，通過第一抽氣通道和第二抽氣通道，將系統(tǒng)抽至極限真空；步驟SS2：關閉第一抽氣通道，調(diào)節(jié)流量控制器(19)向真空腔室系統(tǒng)中通入已知流量Q_i的99.99％高純氣體i；步驟SS3：達到動態(tài)平衡后，采用質(zhì)譜計(22)測量右腔室(2)的壓力P_i。則第二抽氣通道對該氣體i的有效抽速為S_ei＝Q_i/P_i。

其中，為精確測試真空腔室中氣體i的分壓P_i，需對質(zhì)譜計(22)進行校準：

步驟SSS1：未放入待測材料，將左腔室(1)和右腔室(2)連接為一體，通過第一抽氣通道和第二抽氣通道，將系統(tǒng)抽至極限真空；步驟SSS2：關閉第一抽氣通道，向真空腔室系統(tǒng)中通入99.99％高純氣體i，形成動態(tài)平衡；步驟SSS3：待腔室中95％以上為氣體i時，記錄第二真空計(21)測得的總壓P_ion和質(zhì)譜計(22)測得氣體i的分壓P_i。則質(zhì)譜計(22)測試氣體i分壓的修正因子C＝P_ion/P_i。