Каптон

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Структура поли-оксидифенилен-пиромеллитимид
электоизоляционные прокладки из каптона, для монтажа электронных компонентов на радиаторе

Kapton — плёнка (материал) из полиимида, разработан химической компанией DuPont. Хороший диэлектрик, стабилен в широком диапазоне температур от −273 до +400 °C (−459 — 752 °F / 0 — 673 K)[1]. Используется для изготовления гибких печатных плат (гибкая электроника) и внешних слоёв скафандров.

Получение[править | править код]

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

Физические свойства[править | править код]

Теплопроводность каптона при сверхнизких температурах от 0,5 до 5 К

достаточно высока: Вт/(м·K)[2].

Использование[править | править код]

Радиоэлектроника[править | править код]

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, 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.

Криогенная техника[править | править код]

Хорошая теплопроводность вместе с хорошими диэлектрическими качествами, а также доступность в виде тонких листов сделали каптон широко используемым материалом в криогенной технике, так как он обеспечивает электрическую изоляцию при низких и высоких температурах. Каптон используется в качестве изолятора в сверхвысоком вакууме[3].

Самолётостроение[править | править код]

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[4].

Космонавтика[править | править код]

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[5]. Каптоновая лента используется для ремонта мелких повреждений оболочки космических кораблей[6].

Рентгеновское излучение[править | править код]

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[7].

3D печать[править | править код]

Каптон широко используется членами сообщества RepRap для покрытия поверхности подогреваемой платформы сборки. Он также широко используется для термоизоляции нихромовой проволоки при нагреве экструдера.

Примечания[править | править код]

  1. Navick, X.-F.; Carty, M.; Chapellier, M.; Chardin, G.; Goldbach, C.; Granelli, R.; Hervé, S.; Karolak, M.; Nollez, G. (2004). “Fabrication of ultra-low radioactivity detector holders for Edelweiss-II”. NIM A. 520: 189—192. DOI:10.1016/j.nima.2003.11.290.
  2. Jason Lawrence, A. B. Patel and J. G. Brisson (2000). “The thermal conductivity of Kapton HN between 0.5 and 5 K”. Cryogenics. 40 (3): 203—207. DOI:10.1016/S0011-2275(00)00028-X.
  3. Peter Kittel. Advances in Cryogenic Engineering. — Birkhäuser, 30 September 1998. — P. 1366–. — ISBN 978-0-306-45807-1.
  4. High Tech in the 1970s, Shuttles Feel Their Age. New York Times (2005-07-25)
  5. Jerome L. Wright. Space Sailing. — Taylor & Francis US, 1 January 1992. — P. 100–. — ISBN 978-2-88124-842-9.
  6. https://www.nasaspaceflight.com/2018/08/soyuz-station-leak-no-threat-repairs-continue/
  7. Janez Megusar (1997). “Low temperature fast-neutron and gamma irradiation of Kapton polyimide films”. Journal of Nuclear Materials. 245 (2—3): 185—190. DOI:10.1016/S0022-3115(97)00012-3.