A NEW GENERATION OF MINIATURIZED, HIGH MASS SENSITIVITY QUARTZ CRYSTAL MICROBALANCES (QCMS) FOR SPACE APPLICATIONS
Abstract
우주의 적용을 위해서, 표면에 쌓이는 단위시간당 질량 유속의 양을 측정하기 위한 수정 미소저울 (QCM)의 사용은 수정과 관련 되어 작은 두께 면적의 어려움으로 인해 최대 15MHz의 공진 주파수를 갖는 수정의 사용으로 제한되어 왔습니다. 이것은 응축 밀도가 거의 고를 경우에, 약 10-11 g/cm2-s 또는 0.20 ang/Hz까지의 낮은 단위 시간당 질량 유속으로 제한되어 왔습니다. 지금까지도 이것은 실험자의 필요를 만족시키기 위하여 분자유속을 충분히 정확하게 측정하는 것입니다. 정교한 측정에 대한 니드는, 예를 들어, 이온 스러스터의 부식/누적율, 낮은 궤도 위성에 대한 부식율, 장기간의 아웃개싱에 대한 정확한 측정에 대한 니드는 점차적으로 낮은 질량 유속 측정을 높은 질량 민감도로 해석하는 것을 필요로 하게 되었습니다. 위성의 크기가 작아지면서, 작은 공간에 QCM를 두기 위해QCM의 크기가 작아져야 하는 필요가 생기게 되었습니다.
25MHz까지 수정 주파수를 높힌 QCM과 TQCM (열전기적으로 냉각된 QCM)이 개발되었습니다. 이것들은 초기 모델들보다 물리적으로 작을 뿐만 아니라 인식될 수 있는 응축 두께 측정의 제한을 약 0.04 ang/Hz까지 낮추면서 5.102×108 Hz cm2/g을 ~2.47×109 Hz cm2/g까지, 즉 이론적 값인 15MHz을 4.84배로 향상시켰습니다. 새로운 TQCM은 효과적인 델타 T, 즉 TQCM에서 펠티에의 뜨겁고 차가운 부분 간의 온도 차이를 86섭씨온도에서 120섭씨온도로 증가시킴으로써 QCM이 주변온도에서 작동될 때 -75 C 와 -100C 도 사이로 수정의 저온화를 유발시킵니다. 이 문서의 주제는 새로운 미니어쳐 QCM를 시뮬레이션공간환경에서테스트한 것입니다.