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Dans les applications spatiales, les dispositifs à micro - ondes et les antennes sont exposés au rayonnement nucléaire, de sorte que la résistance au rayonnement du matériau PTFE utilisé dans ce scénario est importante.
Effets sur les propriétés mécaniques
Le matériau Rogers RT / duroid est un matériau composite à base de PTFE (polytétrafluoroéthylène). Sa composition comprend également des microfibres de verre et des charges céramiques. En termes relatifs, le polytétrafluoroéthylène est le plus vulnérable aux dommages causés par les rayonnements nucléaires en raison de la faible force de liaison entre les chaînes moléculaires de polytétrafluoroéthylène. Pour les polymères, la chaîne moléculaire dépend de la force de Van der Waals, qui est étroitement liée au poids moléculaire. Par conséquent, pour atteindre une résistance mécanique spécifique, il doit avoir un poids moléculaire suffisant.
Le principal effet de l'irradiation sur le PTFE est que, sous irradiation, les grandes molécules de polymère se divisent en petites molécules, ce qui réduit le poids moléculaire du PTFE. La présence d'oxygène joue un rôle important dans certaines réactions provoquées par les radiations. Ainsi, dans un environnement sans oxygène de l'espace, de tels dommages par rayonnement seraient minimisés.
Une diminution du poids moléculaire peut affecter les propriétés mécaniques, y compris une augmentation de la fragilité, une diminution de la résistance à la traction, du module d'élasticité et de l'allongement.
Impact sur les performances électriques
Les changements dans les propriétés mécaniques du polytétrafluoroéthylène n'ont été rapportés que pour la dose totale de rayonnement et non pour le débit de dose. Cependant, la répartition des charges dans la résine PTFE s'atténue avec le temps, ce qui a un impact important sur les propriétés diélectriques du matériau. Le débit de dose de rayonnement est donc un paramètre important des propriétés électriques.
Pendant le rayonnement, la constante diélectrique et le facteur de perte augmentent brièvement. Dans les applications micro - ondes, plus la fréquence est élevée, moins le rayonnement affecte ces propriétés.
Essentiellement, l'effet du rayonnement sur le PTFE est fonction du rayonnement absorbé, indépendamment du type de rayonnement. En d'autres termes, la même dose de rayons gamma, rayons gamma, rayons X a un effet nocif considérable. Dans les études de rayonnement, l'unité de dose de rayonnement est généralement RAD, 1 rad = 100 ERG / G (1 rad = 100 ERG / g).
Le tableau ci - dessous indique la dose de rayonnement (en RAD) correspondant au degré de dommage
Pour la bande de rayonnement de Van Allen, le débit de dose de rayonnement habituel est de 10 rads / heure. À ce débit de dose, le polytétrafluoroéthylène peut fonctionner pendant 5 à 50 ans sans causer de dommages détectables.
Dans les applications pratiques, les stratifiés micro - ondes Rogers RT / duroid Material PTFE sont principalement électriques et les propriétés mécaniques du matériau sont généralement fournies par des pièces métalliques. Cependant, le rayonnement décrit ci - dessus est loin d'être suffisant pour avoir un impact significatif sur ses propriétés électriques. En outre, la résistance au rayonnement du PTFE est généralement supérieure à celle des dispositifs électroniques à l'état solide tels que les transistors.
