鏽蝕金屬塗層有望提升航天設備的屏蔽效果並減重

2020-11-25 cnBeta

儘管金屬鏽蝕是一種讓人很討厭的現象，但北卡羅萊納州立大學的科學家們，正在藉此開發一種比傳統材料更輕、更實惠的新型屏蔽罩。在太空和其它惡劣環境中，其能夠對精密電子設備提供防護，同時將重量減輕 30% 以上。在地球大氣和磁場之外，太空飛行器最怕的就是輻射，尤其是那些執行深空任務的設備。

（圖自：NASA / JHUAPL / SwRI，via New Atlas）

執行深空任務的時候，太空飛行器上精密的電路特別容易受到宇宙射線的影響，導致其出現某些故障。

為防止這種意外的發生，太空中漫遊的電子設備，通常被封裝在由鋁或其它金屬製成的特殊屏蔽盒中，以減少輻射暴露和延長電路壽命。

遺憾的是，太空飛行器的發射很是費力，因此板載的每一克重量都需要精打細算。因此工程師在追求更高效率的同時，還必須想方設法地減輕零部件的重量。

好消息是，北卡羅萊納州立大學的研究團隊，已經開發出了一種使重量更輕、更有效的屏蔽方法。

其使用了一種特殊的保形塗層來代替金屬屏蔽罩，即一種符合電子部件形狀的聚合物薄膜。

這些塗層多被用於保護微晶片和其它零件免受灰塵、化學物質、溼氣和溫度變化的影響。

然而這種新塗層的微妙之處，就在於將聚合物和金屬氧化物顆粒混合到了一起（類似鏽蝕）。

北卡羅萊納州立大學前研究生 Mike DeVanzo 表示：

輻射傳輸計算表明，包含金屬氧化物粉末的塗層，可提供媲美傳統屏蔽罩的效果。

在低能狀態下，金屬氧化物粉末應對電子設備伽馬輻射的效果是傳統材料的三倍，應對中子輻射損害的能力也高出  225％ 。

需要指出的是，儘管純金屬粉末的屏蔽效果更好，但混合了聚合物的塗層，意味著它能夠更加安全、且不會對電子設備產生幹擾。

該校核工程副教授 Rob Hayes 表示：與傳統屏蔽罩相比，它不僅體積更小、成本也更低。

新方案能夠在保持同等屏蔽效果的情況下，減輕 30% 的重量。或者在保持相同重量的情況下，提升 30% 以上的屏蔽效果。

換言之，無論哪種方式，新研究都能夠減少屏蔽所需的空間佔用。目前團隊正在進一步完善技術和尋求商業合作夥伴。

有關這項研究的詳情，已經發表在近日出版的《輻射物理與化學》（Radiation Physics and Chemistry）期刊上。

原標題為：《Ionizing radiation shielding properties of metal oxide impregnated conformal coatings》

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  • 現在有了新材料,可屏蔽99%的輻射
    現在有了新材料，可屏蔽99%的輻射  CHEN • 2020-12-15 09:12:27　來源：前瞻網　E1802G0
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