Journal of the Korean Vacuum Society (한국진공학회지)

The Korean Vacuum Society (한국진공학회)
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A Study on the PZT Application for Spacecraft Components under Space Environment

우주환경하의 위성부품용 압전진동자 활용에 관한 연구

  • 이상훈 (한국항공우주연구원 우주환경시험팀) ;
  • 문귀원 (한국항공우주연구원 우주환경시험팀) ;
  • 유성연 (충남대학교 기계설계공학과)
  • Received : 2012.09.06
  • Accepted : 2012.11.12
  • Published : 2012.11.30
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Abstract

In the high vacuum condition of the space, outgassing from any assembly of satellite can contaminate satellites, especially second surface mirror and optical lens, it cause satellite to fail in own missions. Therefore, all unit shall be check for compatibility with vacuum using CVCM (Collected Volatile Condensable Material) and TML (Total Mass Loss) in advance. CVCM and TML of the PZT-5 piezoelectric ceramic vibrator has less than 0.1% and 1.0% respectively. Also, it has less than 500 $ng/cm^2/hr$ of Thermoelectric Quartz Crystal Microbalance for vacuum bake-out test using high temperature(more than $80^{\circ}C$) and high vacuum (less than $5.0{\times}10^{-3}$ Pa). Thus, piezoelectric ceramic vibrator may be employed in the vacuum environments. Finally, it can be confirmed that the characteristics change of the piezoelectric ceramic vibrator is less than 1% under vacuum environments.

위성체가 작동하는 우주환경인 초고진공상태에서는 각 부품에서 발생 할 수 있는 기체방출로 인해 위성체가 오염되어 위성체의 성능이 저하될 수 있으며, 특히 광학렌즈를 오염시킴으로써 위성체 본연의 임무수행 실패라는 결과를 초래할 수도 있다. 최근 항공우주분야에서 활용 범위가 넓어지고 있는 PZT-5 계열 압전진동자의 위성부품 활용성 연구를 위하여 먼저 Collected Volatile Condensable Material 및 Total Mass Loss을 측정하여 규정된 0.1% 및 1.0% 이하의 값을 얻었고, 한국항공우주연구원에 설치된 베이크아웃(bake-out) 챔버를 이용하여 고온 및 고진공상태에서 500 $ng/cm^2/hr$ 이하의 낮은 Thermoelectric Quartz Crystal Microbalance 값을 얻어 위성체 부품으로의 적합성을 재확인하였다. 압전진동자에 대한 고진공 환경 전후의 압전 특성을 비교 분석한 결과 진공환경에 의한 전기-기계적 특성은 1% 미만으로 큰 변화가 없음을 확인하였다.

Keywords

References

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