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Info
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- JPS61190805A 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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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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- B64G—COSMONAUTICS; VEHICLES OR EQUIPMENT THEREFOR
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
- H01B1/00—Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors
- H01B1/06—Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors mainly consisting of other non-metallic substances
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- Y10T428/31721—Of polyimide
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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。
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。
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。
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。
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。
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。
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
。
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。
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。
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。
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)。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
と、あるいは現場で製造することすら可能である。
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
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)
- (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)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)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)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。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
GB8431518 | 1984-12-13 | ||
GB8431518 | 1984-12-13 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS61190805A true JPS61190805A (ja) | 1986-08-25 |
JPH066440B2 JPH066440B2 (ja) | 1994-01-26 |
Family
ID=10571156
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP28129485A Expired - Lifetime JPH066440B2 (ja) | 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 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4797325A (ja) |
EP (1) | EP0184945A3 (ja) |
JP (1) | JPH066440B2 (ja) |
GB (1) | GB2168265B (ja) |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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JP2008051734A (ja) * | 2006-08-28 | 2008-03-06 | Central Res Inst Of Electric Power Ind | 治具、膜厚計測装置及び方法 |
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CN103600559B (zh) * | 2013-10-26 | 2015-06-10 | 溧阳市哈大成果转化中心有限公司 | 一种防冰机翼前缘 |
CN103600562B (zh) * | 2013-10-26 | 2015-05-13 | 溧阳市哈大成果转化中心有限公司 | 一种螺旋桨桨叶前缘组件 |
CN103600548B (zh) * | 2013-10-26 | 2015-05-13 | 溧阳市哈大成果转化中心有限公司 | 一种垂直尾翼前缘组件 |
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CN103612448B (zh) * | 2013-10-26 | 2015-08-05 | 溧阳市哈大成果转化中心有限公司 | 一种防冰水平尾翼前缘组件 |
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