[发明专利]一种抑制介质材料二次电子发射系数的方法

说明书

本发明公开了一种抑制介质材料二次电子发射系数的方法，该方法选用陶瓷样品及聚合物样品作为研究对象，利用γ射线对样品进行辐照处理。经实验证实，随着辐照剂量的增大，介质材料的电阻率降低，二次电子发射系数的最大值也随之降低，从一定程度上抑制介质材料的二次电子发射系数。相比于表面腐蚀、光刻以及化学方法等工艺来降低二次电子发射系数，通过辐照来抑制介质材料二次电子发射系数的方法更具有普适性，工艺简单，成本小，操作简便等优点。

技术领域

本发明涉及航天器中的微波器件微放电效应，用于抑制介质材料表面二次电子发射系数。

背景技术

当微波器件工作在高频或高功率状态时会发生放电现象，这就是微放电效应。由于微放电现象经常伴随着二次电子的产生和发射，因此也称为二次电子倍增效应。微放电效应是一种会影响空间航天器有效载荷以及在轨可靠运行的特殊效应，它会导致介质材料表面出现电荷的积累。电荷积累到一定程度时会引起放电造成航天器各种元器件尤其是功率器件的失效。微放电的影响很广泛，轻微的影响包括器件的介电性能下降(包括介电损耗增加，抗高压能力下降等)，严重的影响会使器件功能丧失，无法保障航天器的正常运转。微放电效应的产生主要包括材料内部二次电子的产生、二次电子在电场中运动到表面及二次电子从表面逃离三个过程。随着对外太空探索的不断深入、空间航天器元器件的功率越来越高，随之而来的对大功率器件的微放电效应的抑制要求也越来越高。

由于空间中存在各种辐照和射线，使得空间中的航天器表面发生带电现象，表面充放电后达到一个平衡值。这个平衡值不仅与入射粒子有关，还与粒子入射后引起的二次电子发射、背散射有关。二次电流、背散射电流不仅与入射粒子的各种参数有关，还与材料自身特性(如表面的粗糙程度、电导率等)以及航天器表面电势有关。二次电子发射现象将影响航天器表面充放电的快慢以及充放电最后的平衡电势大小。航天器表面的充放电效应会产生具有高电压和大电流的电磁脉冲，引起航天器内部元器件或组件功能错乱，影响地面与在轨航天器之间的通讯和指令传输，严重时造成航天器不可颠覆的失效和报废。因此需要对介质材料的表面二次电子发射系数进行抑制，而传统的抑制介质材料表面二次电子发射系数工艺流程非常复杂，适用性差，并且成本相对较高，需要花费大量的人力物力。

发明内容

本发明提供了一种抑制介质材料二次电子发射系数的方法，可明显抑制介质材料表面二次电子发射系数。

为达到上述目的，本发明所述一种抑制介质材料二次电子发射系数的方法，对介质材料进行辐照，以降低介质材料二次电子发射系数，辐照剂量小于等于2.09MGy。

进一步的，包括以下步骤：

将介质材料置于23±2℃和50±5％RH环境下至少24小时；

对介质材料进行辐照，直至辐照总剂量达到设定的辐照剂量。

进一步的，介质材料平均辐射剂量率为3KGy/h，日均辐照时间为10h。

进一步的，对介质材料进行辐照时，放射源和介质材料之间的距离为30cm。

进一步的，若介质材料在湿空气中暴露时间超过30分钟，则将介质材料烘干后，再将介质材料置于23±2℃和50±5％RH环境下。

进一步的，烘干介质材料的过程为：在105+5℃/-2℃的空气循环烘箱中烘干。

进一步的，烘干时间为2小时。

进一步的，利用γ射线对介质材料进行辐照。

与现有技术相比，本发明至少具有以下有益的技术效果：