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Nelle applicazioni spaziali, i dispositivi a microonde e le antenne sono esposti alle radiazioni nucleari, quindi la resistenza alle radiazioni dei materiali PTFE utilizzati in questa scena è molto importante.
Effetto sulle proprietà meccaniche
Il materiale Rogers RT/Duroid è un materiale composito a base di PTFE (politetrafluoroetilene). La sua composizione comprende anche microfibra di vetro e riempitivo ceramico. Relativamente parlando, il PTFE è il più vulnerabile ai danni delle radiazioni nucleari, perché la forza di legame tra le catene molecolari del PTFE è debole. Per i polimeri, le catene molecolari dipendono dalla forza van der Waals, e la forza van der Waals è strettamente correlata al peso molecolare. Pertanto, per raggiungere una forza meccanica specifica, deve avere abbastanza peso molecolare.
L'effetto principale dell'irradiazione sul PTFE è che sotto irradiazione, le grandi molecole polimeriche si dividono in piccole molecole, quindi il peso molecolare del PTFE diminuisce. La presenza di ossigeno svolge un ruolo importante in alcune reazioni causate dalle radiazioni. Pertanto, tali danni da radiazioni saranno ridotti al minimo nell'ambiente privo di ossigeno dello spazio.
La diminuzione del peso molecolare influenzerà le proprietà meccaniche, compreso l'aumento della fragilità, la diminuzione della resistenza alla trazione, del modulo elastico e dell'allungamento.
Influenza sulle prestazioni elettriche
È stato riferito che il cambiamento delle proprietà meccaniche del PTFE è correlato solo alla dose totale di radiazioni, ma non alla velocità di dose. Tuttavia, la distribuzione della carica nella resina PTFE decadrà con il tempo, che ha un impatto importante sulle proprietà dielettriche dei materiali. Pertanto, il tasso di dose di radiazione è un parametro importante per le proprietà elettriche.
Nel processo di radiazione, la costante dielettrica e il fattore di perdita aumenteranno brevemente. Nelle applicazioni a microonde, maggiore è la frequenza, minore è l'effetto dell'irradiazione su queste proprietà.
In sostanza, l'effetto della radiazione sul PTFE è una funzione della radiazione assorbita e non ha nulla a che fare con il tipo di radiazione. In altre parole, la stessa dose di radiazioni di β - ray, γ - ray, X-ray ha un notevole effetto di danno. Negli studi sulle radiazioni, l'unità di dose di radiazione è solitamente rad, 1 rad = 100 ERG / grammo (1 rad = 100 ERG / grammi).
La tabella seguente mostra la dose di radiazioni corrispondente al grado di lesione (unità: RAD)
Per la cintura di Van Allen, il tasso di dose abituale di radiazioni è di 10 rads / ora. A questa velocità di dosaggio, il PTFE può funzionare per 5-50 anni senza danni rilevabili.
Nelle applicazioni pratiche, i laminati a microonde in PTFE materiale Rogers RT/Duroid sono principalmente elettrici e le proprietà meccaniche dei materiali sono solitamente fornite da componenti metallici. Tuttavia, la radiazione di cui sopra è lungi dall'avere un impatto significativo sulle sue proprietà elettriche. Inoltre, la resistenza alle radiazioni del PTFE è generalmente migliore di quella dei dispositivi elettronici a stato solido come i transistor.
