영하 150℃이하 극저온 (초저온 ) 환경에서는 폴리머들의 운동성이 거의 없어져 유연성이 없는 브리틀 (작은 충격에 쉽게 깨지는 ) 상태가 되는데 , 이러한 환경에서 사용할 수 있는 고분자 수지 및 복합재료 등은 극지방 운송 , 우주항공 , 수소연료전지 , 초정밀 기기의 확대에 따라 그 중요성이 더해가고 있습니다 .
수에코는 어떤 환경에서도 산업의 운용이 가능하도록 소재 선정에서부터 완제품 가공까지 전 공정 서비스를 합니다 .
1. 극저온환경
● 에너지 : 천연가스(LNG)운송, 핵융합설비,
● 반도체 등 산업 : 산업가스, 진공증착, 이온주입 가속기, 스퍼터링, Cryopump
● 의료기기 : MRI, X-ray detector
● 우주 항공 : 발사체 액체연료 탱크, 우주의 환경 구조물
● 운송 : 수소에너지, 자기부상열차
● 정밀측정기 : NMR, SMES
● 정보통신 : 초전도 케이블, 초전도 필터, 초전도 컴퓨팅(양자)
2.극저온 환경에서 고분자소재의 대표적 문제
● 씰 성능이 파괴되어 작업자의 동상, 질식, 설비의 폭발로 이어짐
● 상대 금속재질과의 수축팽창 비의 차이로 인한 부품 성능 실패
3.각종 액체들의 끓는 점(Boiling Point = 기체들의 액화온도)
Fluid
Boiling Point
Expansion Ratio
LNG 천연가스
-162 ° C(-260° F) 111K
600 x
Argon 알곤
-186 ° C (-302.8° F) 87K
860 x
Helium 헬륨
-269 ° C (-452.2° F) 4K
780 x
Hydrogen 수소
-253 ° C (-423.4° F) 20K
865 x
Nitrogen 질소
-196 ° C (-320.8° F) 77K
710 x
Oxygen 산소
-183 ° C (-297.4° F) 90K
875 x
4. 극저온에서 사용 가능한 소재
종 류
사용 온도 (℃ ) *
수지 polymers
PTFE
-250~+260
PCTFE
-269~+150
UHMW PE
-260~+70
Polyimide
-250~+250
Victrex CT200 **
-196~+200
적층판 Laminated composites
G10CR
-270~+140
Phenolic cotton ***
-210~
Durolight
-196~+200
Lignostone cryogenic ****
-196~+90
* 위 사용 온도는 제조사 및 응용 제품에서 표기된 온도를 참고하였으나 보증된 수치는 아님, 참조하여 개별 적용 환경에서 검증 과정을 거처 적용되어야 함.
** 표준 봉/판재(Rod/plate) 구매가 쉽지 않으나 PCTFE의 대체 품으로 개발, 불소수지 공급 문제를 해결하는 대안.
