[发明专利]一种测量航天器介质材料深层充电特征参数的装置及方法

权利要求书

1.一种测量航天器介质材料深层充电特征参数的装置，其特征在于，所述装置包含：

辐射源，用于对位于工位上的试样进行辐照；

真空单元，用于将放置温控靶台的真空罐进行抽真空处理；

样品靶台，用于设置放置试样的工位；

控制单元，用于：

对辐射源的闸门进行开启或关闭，启动真空单元对真空罐抽真空，监测真空罐中的真空度，测量试样的表面电位和泄露电流后关闭辐射源；用于控制辐射源发射的电子能量值；用于控制辐射源辐射的电子通量值；

静电电位计，用于与电位探头相连，采用非接触式方法测量某一通量时的试样介质的表面电位；

静电计，用于通过导线直接接于试样背面背电极上测量某一通量时试样的泄露电流；

总电导率获得单元，用于基于测量得到的表面电位和泄露电流得到总电导率；

电位衰减测量单元，用于当辐射源停止辐照时，保持真空和温度设置，将试样调至电位探头探测工位处，按一定的时间间隔升降电位探头，测量并记录试样电位随时间的衰减情况，得到某一通量时电位随时间衰减曲线；

第一处理单元，用于基于得到的电位随时间衰减曲线和电荷贮存衰减法，得到各通量下的暗电导率值，再取平均得到最终的暗电导率σ₀；

第二处理单元，用于基于得到的暗电导率和总电导率，得到在两种不同的束流强度在材料体积中产生剂量率对应的辐射诱发电导率，再依据辐射诱发电导率公式和得到的两个辐射诱发电导率确定与材料相关的参数数K_p和无量纲指数Δ值；

其中，当辐射源进行辐照过程中保持束流强度不变。

2.根据权利要求1所述的测量航天器介质材料深层充电特征参数的装置，其特征在于，所述样品靶台采用可旋转式温控多工位样品靶台，该可旋转式温控多工位样品靶台进一步包含：

正多面体单元,该单元的每一个面为用于放置试样的工位；

温控管，用于控制试验温度；

动密封装置，用于转动所述正多面体单元，使正多面体单元包含的工位按试验需要进行电子枪辐射工位或电位探头探测工位的选择，并且在转动的过程中保证真空罐不漏气，维持其真空度；

其中，所述正多面体固定于动密封装置之上，随动密封装置的转动来选择试验所需的工位；温控管从动密封装置内部穿过与正多面体相连，以热传导的方式通过半导体温控部件来调节铜制正多面体靶台上试样的试验温度。

3.根据权利要求1所述的测量航天器介质材料深层充电特征参数的装置，其特征在于，依据束流强度在一定厚度的介质中产生的轫致辐射剂量率与空间真实环境下受辐照介质中的电离剂量率相当的原则选择束流强度。

4.根据权利要求1所述的测量航天器介质材料深层充电特征参数的装置，其特征在于，采用保护环消除试样的边缘效应。

5.一种测量航天器介质材料深层充电特征参数方法，所述方法为：

步骤101）利用一定能量和通量的电子束流辐照材料样品，将电荷注入到样品的表层，同时，辐照电子产生的轫致辐射会在整个样品内部形成较均匀的剂量率分布；

步骤102）监测样品的表面电位和泄漏电流，以及停止辐照后的电位衰减情况，对上述数据进行处理，求得电导率的各相关参数，所述相关参数包含暗电导率及与辐射诱发电导率相关的参数K_p和无量纲指数Δ。

6.根据权利要求5所述的测量航天器介质材料深层充电特征参数方法，其特征在于，所述步骤101）之前还包含：选择需要测量的航天器介质材料样品，加工为平板形状，并对样品背面镀铜电极；将样品装入温控靶台，然后抽真空，打开温控系统，设定温度。