Interested Article - Каптон

Структура поли-оксидифенилен-пиромеллитимид

Электроизоляционные прокладки из каптона для монтажа электронных компонентов на радиаторе

Каптон — это плёнка (материал) из полиимида , используемая в различных космических инструментах, которая разработана компанией DuPont в 1960-х годах. Хороший диэлектрик , стабилен в широком диапазоне температур от −273 до +400 °C (−459 — 752 °F / 0 — 673 K) . Используется для изготовления гибких печатных плат (гибкая электроника) и внешних слоёв скафандров .

Получение

Систематическое название полимера: поли(4,4'-оксидифенилен-пиромеллитимид). Он образуется в результате реакции между пиромеллитовым диангидридом и 4,4 '- .

Физические свойства

Теплопроводность каптона при сверхнизких температурах от 0,5 до 5 К достаточно высока: $k=4{,}638\cdot 10^{-3}\ T^{0{,}5678}$ Вт /( м · K ) .

Использование

Радиоэлектроника

Широко используется в тех случаях, где нужна высокая диэлектрическая прочность в сочетании с термостойкостью и гибкостью: материал для гибких печатных плат (выдерживает температуру пайки всеми мягкими припоями), изоляция проводов, плат, нагревательных элементов, сухих трансформаторов и радиаторов .

Разработчики плёночных акустических систем используют каптон в качестве несущей основы для напыления алюминиевого токопроводящего слоя, образующего своеобразную подвижную звукоизлучающую систему. Инженеры компании Apogee применили этот материал в конструкции плоских громкоговорителей серии Duetta, Full Range и т. д.

Благодаря способности выдерживать большие температуры используется как материал каркаса звуковых катушек динамиков. Имеет малую массу и не взаимодействует с магнитными полями, в отличие от каркасов на алюминии. Не нуждается в слое изоляции, так как является диэлектриком, но имеет низкую теплоемкость и низкую способность рассеивать тепло. При перегреве начинает плавиться и деформироваться.

Криогенная техника

Хорошие теплопроводность и диэлектрические качества, а также доступность в виде тонких листов сделали каптон широко используемым материалом в криогенной технике. Он обеспечивает электрическую изоляцию при низких и высоких температурах. Используется в качестве изолятора в сверхвысоком вакууме .

Самолётостроение

В гражданских и военных самолётах широко используется изоляция электропроводки из каптона, потому что он легче, чем другие изоляторы, и имеет хорошие изоляционные и температурные характеристики. Однако было обнаружено, что он имеет очень слабую устойчивость к механическому износу и истиранию .

Космонавтика

Каптон широко использовался в программе Apollo (Apollo program). Он был использован в качестве теплоизоляции на лунном модуле. Лаборатория реактивного движения НАСА (NASA Jet Propulsion Laboratory) рассматривает каптон как хороший пластик для поддержки солнечных парусов из-за его стабильности в космической среде . Каптоновая лента используется для ремонта мелких повреждений оболочки космических кораблей .

Теплозащитный экран телескопа Джеймс Уэбб (The James Webb Space Telescope) сделан из пяти слоёв каптона, покрытого алюминием и легированным кремнием.

Рентгеновское излучение

Каптон также широко используется в качестве материала для изготовления «окон» (вместо бериллия) в приборах с рентгеновскими источниками и рентгеновских детекторах. У него высокая механическая и термическая стабильность. А также высокий коэффициент пропускания для рентгеновских лучей и устойчивость к ним .

3D-печать

Каптон имеет высокую адгезию к ABS-пластикам, поэтому широко используется членами сообщества RepRap для покрытия поверхности подогреваемой платформы. Также из-за своей термостойкости он широко используется для термоизоляции экструдера .

Примечания

Navick, X.-F.; Carty, M.; Chapellier, M.; Chardin, G.; Goldbach, C.; Granelli, R.; Hervé, S.; Karolak, M.; Nollez, G. Fabrication of ultra-low radioactivity detector holders for Edelweiss-II (англ.) // (англ.) ( : journal. — 2004. — Vol. 520 . — P. 189—192 . — doi : .
Jason Lawrence, A. B. Patel and J. G. Brisson. (англ.) // Cryogenics : journal. — 2000. — Vol. 40 , no. 3 . — P. 203—207 . — doi : .
Peter Kittel. (неопр.) . — (англ.) ( , 1998. — С. 1366—. — ISBN 978-0-306-45807-1 .
от 4 августа 2011 на Wayback Machine . New York Times (2005-07-25)
Jerome L. Wright. (неопр.) . — Taylor & Francis US , 1992. — С. 100—. — ISBN 978-2-88124-842-9 .
(неопр.) . Дата обращения: 3 сентября 2018. 9 ноября 2020 года.
Janez Megusar. Low temperature fast-neutron and gamma irradiation of Kapton polyimide films (англ.) // (англ.) ( : journal. — 1997. — Vol. 245 , no. 2—3 . — P. 185—190 . — doi : .

[1] Navick, X.-F.; Carty, M.; Chapellier, M.; Chardin, G.; Goldbach, C.; Granelli, R.; Hervé, S.; Karolak, M.; Nollez, G. Fabrication of ultra-low radioactivity detector holders for Edelweiss-II (англ.) // (англ.) ( : journal. — 2004. — Vol. 520 . — P. 189—192 . — doi : .

[2] Jason Lawrence, A. B. Patel and J. G. Brisson. (англ.) // Cryogenics : journal. — 2000. — Vol. 40 , no. 3 . — P. 203—207 . — doi : .

[Kittel1998-3] Peter Kittel. (неопр.) . — (англ.) ( , 1998. — С. 1366—. — ISBN 978-0-306-45807-1 .

[4] от 4 августа 2011 на Wayback Machine . New York Times (2005-07-25)

[5] Jerome L. Wright. (неопр.) . — Taylor & Francis US , 1992. — С. 100—. — ISBN 978-2-88124-842-9 .

[6] (неопр.) . Дата обращения: 3 сентября 2018. 9 ноября 2020 года.

[7] Janez Megusar. Low temperature fast-neutron and gamma irradiation of Kapton polyimide films (англ.) // (англ.) ( : journal. — 1997. — Vol. 245 , no. 2—3 . — P. 185—190 . — doi : .