JPS61190805A - 宇宙船に使用する誘電体材料及びその製造方法 - Google Patents

宇宙船に使用する誘電体材料及びその製造方法

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JPS61190805A JP60281294A JP28129485A JPS61190805A JP S61190805 A JPS61190805 A JP S61190805A JP 60281294 A JP60281294 A JP 60281294A JP 28129485 A JP28129485 A JP 28129485A JP S61190805 A JPS61190805 A JP S61190805A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は宇宙船に使用する誘導体材料に関する。
宇宙船(殊に地球静止軌道中の人工衛星)上の誘電体材
料の露出表面は地磁気サブストームの間に約30keV
までのエネルギーの高流量の電子による衝撃に起因して
電気的に荷電される。材料の表面はそのすぐ下に電子が
捕捉される結果電圧を得、続いて起る一下層または隣接
伝導性材料に対する絶縁破壊が人工衛星の制御および通
信システムに電磁的障害を起させることができ、また誘
電体を物理的に損傷することができる。
人工衛星構造物に広く使用されるポリイミド材料のカプ
トン(Kapton )のケースに対し上記問題を克服
する2つの方法が文献に記載された。
第1 〔例えばレバドウはか(F、 Levadou、
 S、J。
Bosma and A、 Pa1llous ) 、
スペースクラフト・チャージング(5pacecraf
t Charging )  1980、ナサ・コンフ
ェレンス・パブリケーション(NASAConfere
nce Publication ) 2182、AF
GL−TR−81−0270、p、237以下参照〕は
真空蒸着により適用されるインジウム−スズ酸化物(I
TO)の薄い(〜0.01μm)コーティングを用いる
。この方法で処理したカプトンの表面電圧は、−180
”Cで30keVまでのエネルギーの電子を照射したと
きにほとんどゼロである。しかし、その材料は次の不利
益を有する: (a)  取扱い中、またおそらく人工衛星の発゛射中
の振動の結果、コーティング中にひび割れを生ずること
ができ、それが電気的性質を損なう、世)材料を予め平
らなシートに製造しなければならない、 (C)  材料の製造が高価である。
主要な第2の型の材料〔フェラス(C,N、Fe1la
s)、スペースクラフト・チャージング・テクノロジー
(5pacecraft Charging Tech
nology ) 1980、ナサ・コンフェレンス・
パブリケーション2182、AFGL−TR−81−0
270参照〕は入射電子の平均範囲に近い誘電体の内深
部に伝導性層の形態で電荷コレクターを配置することで
ある。材料は、平らなカプトンの薄II(〜7μm厚さ
)、その下の伝導性材料の薄層、接着剤層、最後により
厚い支持体層(〜50μm厚さの平らなカプトン)を含
む積層物の形態をとる。3つの型の材料が異なる伝導層
および接着剤を用いて開さされた。
照射するとこれらの材料は2.3kVの表面電圧に達す
るが、しかしそれらは何ら有意な放電活性を示さなかっ
た。この型の材料はまだ人工衛星に使用されず、またそ
れらは次の不利益を有する:(a)  若干の条件のも
とで表面電圧が零より上に上がり、2.3kVに達する
ことができる、山) 高い放射線線量における接着剤の
劣化が積層物の長時間の安定性を制限することができる
本発明によれば、高分子材料の溶液中に細かく分散した
金属酸化物を含み、重合体の溶媒が蒸発したときに生ず
る層が入射電子の予想最大範囲に近い厚さを有するよう
な厚さの層を誘電体支持体に塗布する操作を含む宇宙船
に使用する誘電体材料を製造する方法が提供される。
また本発明によれば、重合体中の金属酸化物の分散体か
らなり、層の厚さが、誘電体材料が使用中にさらされる
電子の予想最大範囲に近い半絶縁層を表面上に付着した
誘電体支持体を含む宇宙船に使用する誘電体材料が提供
される。
本発明は次に実施例として図面を参照して説明される。
宇宙船にしばしば使用される誘電体材料はカプトンH〔
デュ・ボン・ダ・ネムール社(D、uPontde N
emors Inc、+ USA )によって製造され
る〕の名称により知られるものであり、同定された重合
体はチバ・ガイギー社(Ciba−Geigy Cor
p、、USA)・  により製造されるタイプXU−2
18として知られる可溶性ポリイミドであり、多くの適
当な溶媒の1つはキシレンとアセトフェノンとの混合物
である。使用できる金属酸化物は材料が使用される温度
および放射電磁界中で約lΩ・m未満の体積抵抗率を有
し、それには酸化インジウム、インジウム−スズ酸化物
、酸化タリウム並びに一定条件下で酸化亜鉛および五酸
化バナジウムが含まれる。
コーティング層中の金属酸化物の性質および割合並びに
その厚さは、材料の表面抵抗率が、使用中に誘電体材料
により得られる電圧が約200ボルトを超えないことを
保証するような値を有するように選ばれる。塗料の薄層
に対する熱−光学特性(太陽光吸収率αSおよび放射率
ε)は原材料のそれに近い(カプトンではαS/ε=0
.57)。
例えば、2〜4μmの厚さの、重量で約3:1の金属酸
化物/重合体比を有する可溶性ポリイミドの層中の酸化
インジウムまたは酸化亜鉛は約0.65のαS/εの値
を与えることが見出された。12.1までの種々の酸化
インジウム/ポリイミド比で5μmまでのフィルム厚さ
を有−するコーティングを製造し、0.65〜0.80
の範囲の比αS/εの値を有することが認められた。し
かし、改良された静電性能を有する材料が望まれ、はソ
゛不変のαS/εの値が必要であれば、酸化タリウム/
可溶性ポリイミドの2μmの厚さの層を含むコーティン
グが1.8XlO’オーム/スケアの表面抵抗率および
0.97のαs / aの値を有したので酸化タリウム
を用いることができる。
塗布したカプトン材料の表面抵抗率は電子照射下の誘電
体の表面により得られる電圧を決定するパラメーターで
ある。第1図に示され春データは本発明で説明した型の
材料に対するこのパラメーターの値の変動する範囲の例
示である。約10’Ω/スケア未満の値は500V未満
の表面電圧を生じ、その水準は表面抵抗率が低下すると
次第に低、ネする。第2図には4:1の酸化インジウム
/ポリイミド比、および1×10Sオーム/スケアの表
面抵抗率を有するコーティングによって30keVまで
のエネルギーを有する単一エネルギー電子を照射したと
きに到達する表面電圧の例が示される。
本発明で説明した被覆材料は、51μm厚さのカプトン
上に6:1の酸化インジろ入/ポリイミドの装荷を有す
る試料がフィルムの曲率半径を1鶴に低下するまで表面
抵抗率に変化を示さなかった事実によって示されるよう
に良好なたわみ性を示す。
コーティングはカプトンに対し100%付着を示し、こ
れは窒素雰囲気中、+150℃と一150℃との間の1
100サイクルの間で悪化しなかった。これらの試験は
酸化インジウムおよびポリイミドを6:lおよび12:
1の比で含む材料で行なった。同じ試料は熱サイクル中
に表面抵抗率に重大な変化を示さなかった。
本発明による材料の製造には単に誘電体材料の支持体1
を、経験的に決定できる適当な厚さのコーティング材料
の層2で塗布し、溶媒を蒸発させて第3図に示されるよ
うに、ポリイミド4中に分−散した金属酸化物3からな
る全く溶媒を含まない表面層を残すことが必要である。
この方法は簡単であって、支持体が複雑な形状であるこ
と、あるいは現場で製造することすら可能である。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明による表面層を有する誘電体材料の本体
の表面抵抗率を表面層の厚さおよび誘電体材料上の表面
層を形成する重合体中の金属酸化物の重量比(装荷比)
の関数として示すグラフであり、 第2図は30keVまでのエネルギーを有する電子によ
り照射されたときの、酸化インジウムを含む2つの表面
層の表面電位の変動を示すグラフであり、 第3図は本発明による表面層を有する誘導体材料の本体
の製造を例示する略図である。 図面の浄書(内容に変更な− 鰹湧プーティング/7膚4 (pm) 〜・1・ 〜・2 手続補正書(方式) 1、事件の表示    昭和60年特許願第28129
4号2、発明の名称      宇 宙 線 材 料3
、補正をする者 事件との関係   出願人 4、代理人

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)重合体材料の溶液に細かく分散した金属酸化物を
    含み、重合体の溶媒が蒸発したときに生ずる表面層が入
    射電子の予想最大範囲に近い厚さを有するような厚さの
    表面層を誘電体支持体に塗布する操作を含む宇宙船に使
    用する誘電体材料を製造する方法。
  2. (2)重合体中の金属酸化物の分散体からなり、表面層
    の厚さが、誘導体材料が使用中にさらされる電子の予想
    最大範囲に近い半絶縁層を表面上に付着した誘電体支持
    体を含む宇宙船に使用する誘電体材料。
  3. (3)金属酸化物が酸化インジウム、インジウム−スズ
    酸化物、酸化タリウム、酸化亜鉛および五酸化バナジウ
    ムからなる群から選ばれる、特許請求の範囲第(2)項
    記載の誘電体材料。
  4. (4)重合体がポリイミドである、特許請求の範囲第(
    2)項または第(3)項記載の誘電体材料。
JP28129485A 1984-12-13 1985-12-13 宇宙線に使用する誘電体材料及びその製造方法 Expired - Lifetime JPH066440B2 (ja)

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