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PCB기술

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로저스 PTFE 매트릭스 복합 재료에 대한 핵 조사의 영향
2020-09-29
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Author:Dag      Share

우주 응용 분야에서 마이크로파 장치 및 안테나는 핵 방사선에 노출되므로 이 장면에서 사용되는 PTFE 재료의 방사선 저항은 매우 중요합니다.

기계적 성질에 대한 영향

Rogers RT/Duroid 소재는 PTFE(폴리테트라플루오로에틸렌) 기반 복합 소재입니다. 그 구성에는 유리 극세사 및 세라믹 필러도 포함됩니다. 상대적으로 PTFE는 PTFE 분자 사슬 간의 결합력이 약하기 때문에 핵 방사선 손상에 가장 취약합니다. 폴리머의 경우 분자 사슬은 반 데르 발스 힘에 의존하고 반 데르 발스 힘은 분자량과 밀접한 관련이 있습니다. 따라서 특정 기계적 강도를 얻으려면 충분한 분자량을 가져야 합니다.

PTFE에 대한 조사의 주요 효과는 조사 시 큰 폴리머 분자가 작은 분자로 분할되어 PTFE의 분자량이 감소한다는 것입니다. 산소의 존재는 방사선으로 인한 일부 반응에서 중요한 역할을 합니다. 따라서 이러한 방사선 피해는 우주의 무산소 환경에서 최소화될 것입니다.

핵 방사선

분자량의 감소는 취성 증가, 인장 강도 감소, 탄성 계수 및 연신율을 포함한 기계적 특성에 영향을 미칩니다.

전기적 성능에 대한 영향

PTFE의 기계적 성질의 변화는 총방사선량에만 관련이 있고 선량률과는 관련이 없다고 보고되고 있다. 그러나 PTFE 수지의 전하 분포는 시간이 지남에 따라 붕괴되어 재료의 유전 특성에 중요한 영향을 미칩니다. 따라서 방사선량률은 전기적 특성에 중요한 매개변수이다.

복사 과정에서 유전 상수와 손실 계수가 잠시 증가합니다. 마이크로파 응용 분야에서 주파수가 높을수록 이러한 특성에 대한 조사의 영향이 적습니다.

본질적으로 PTFE에 대한 방사선의 영향은 흡수된 방사선의 함수이며 방사선의 유형과 관련이 없습니다. 즉, β-선, γ-선, X-선의 동일한 방사선량은 상당한 위해효과를 갖는다. 방사선 연구에서 방사선량의 단위는 일반적으로 rad, 1 rad = 100 ERGs/g(1 rad = 100 ERGs/g)입니다.

다음 표는 부상 정도에 따른 방사선량(단위: RAD)을 나타냅니다.

손상 정도에 따른 방사선량

Van Allen 벨트의 경우 일반적인 방사선량률은 10rads/hr입니다. 이 선량률에서 PTFE는 감지할 수 있는 손상 없이 5~50년 동안 작동할 수 있습니다.

실제 적용에서 Rogers RT/Duroid 소재 PTFE 마이크로웨이브 라미네이트는 주로 전기적이며 재료의 기계적 특성은 일반적으로 금속 부품에 의해 제공됩니다. 그러나 위의 방사선은 전기적 특성에 상당한 영향을 미치기에 충분하지 않습니다. 또한 PTFE의 복사 저항은 일반적으로 트랜지스터와 같은 고체 전자 장치의 복사 저항보다 우수합니다.