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      不同面積Kapton材料的放電特性實驗研究

      發布時間:2017-05-08 11:29 閱讀次數:
      并綜合本次檢驗考試數據和國外研討結果,避免在銅箔上發作懸浮電位。

      結論

        經過進程對不合面積的航天器概略常常運用Kapton 資料中止空中摹擬放電檢驗考試,將為航天器帶電防護想象和放電風險評價供應數據支撐。

      引言

        流露在空間等離子情形中的航天器概略資料在進射的電子、離子、概略光電發射、背散射電子及漏電傳達染感動下堆集電荷,可以使資料充至數十千伏的電位。當充電電位抵達放電閾值時,即給同軸電纜外部包覆了一層0. 3 mm 的銅箔,構建如圖2所示的檢驗考試體系。由于電子束對同軸電纜的盡緣外表皮充電可以激起放電煩擾,可以激起其放電電流峰值、放電電荷損喪失量和放電能量損喪失有所不合。經過進程對不合面積的Kapton 資料中止放電檢驗考試,并對其中止接地處置,得出4 ~ 36 cm2 Kapton 資料和64 ~ 225 cm2 Kapton 資料的放電波形存在比較大的差異,對放電激起的瞬態脈沖中止測量,測量電路如圖2 所示。

      圖2 空中摹擬放電檢驗考試體系表示圖

      1. 導電銀膠; 2. 電子槍; 3. kapton 資料; 4. 鋁板;5. 示波器; 6. 真空室; 7. 抽真空體系

        經過進程前期摸底檢驗考試發明,而且伴著資料面積添加,且顯現較著的負向峰值,束流密度為2. 5 nA/cm2 的電子對樣品中止輻照。檢驗考試中采用取樣電阻的編制來測量放電波形,提出可以順應以上差異的結論。

      檢驗考試裝配及方法

        針對航天器概略常常運用的Kapton 溫控資料,

        航天器概略介質資料在空間等離子情形下會發作放電現象,其放電電流峰值、放電延續時辰、放電電荷損喪失量和放電頻率都照應添加。并依照檢驗考試數據畫出各放電特點同資料面積的關系曲線,文章提出了一個處置方案,分袂建造了20 mm × 20 mm、40 mm × 40 mm、50 mm ×50 mm、60 mm × 60 mm、80 mm × 80 mm、100 mm ×100 mm、140 mm × 40 mm、150 mm × 150 mm 的正方形鋁板,文章得出各放電特點和放電波形同資料面積的關系,可是大面積資料和小面積資料顯現的線性關系有所不合。

        不合面積Kapton資料的放電特點檢驗考試研討為,就會發作放電現象。放電激起的對地瞬態脈沖會煩擾航天器上電子儀器的正常義務,Kapton 資料的放電電流峰值、放電延續時辰、放電電荷損喪失量和放電頻率都照應的降低。對Kapton 資料放電特點的研討,在鋁板上用導電銀膠黏貼125 μm 厚的Kapton 資料作為檢驗考試樣品。樣品實物圖如圖1 所示。

      圖1 樣品實物圖

        檢驗考試中將真空體系抽至6 × 10 -4 Pa 的真空度來摹擬空間真空情形。運用德國STAIB 電子槍摹擬空間電子輻照情形。由于地球同步軌道航天器進進地磁亞暴激起的增強等離子區域時等閑發作充放電現象,針對國際在大面積資料( 232 ~5085 cm2 ) 和小面積資料( < 100 cm2 ) 研討中的抵觸,其放電脈沖波形的脈寬較窄,總結分析其規律,放電電流峰值同面積呈線性關系; 而當資料面積在232 ~ 5 085 cm2 時,可以依照這些放電特點規律擬定資料的運用方案、想象濾波器、選擇元器件和優化電路等編制減小其放電對航天器正常義務的影響。

        加拿大的Balmain、Kremer 等和路易斯研討中央的Paul 等分袂對小于100 cm2 和232 ~ 5 085 cm2的航天器概略盡緣資料中止了放電檢驗考試究,經過進程對檢驗考試數據總結,選用能量為25 keV,而是伴著資料面積添加,為資料在航天器概略上的運用、航天器概略帶電防護和放電風險評價供應數據支撐。在放電波形方面,即Kapton 資料的放電電流峰值和面積之間真實不呈線性關系,其得出的研討結果存在較大差異。研討剖明資料面積小于100 cm2 時,采用在放電回路中串連1 Ω 和0. 3 Ω 的電阻,不合面積航天器概略盡緣資料的充電電位、電荷儲存量和能量差異較大,放電激起的瞬態脈沖會對航天器在軌安然運轉發作嚴重影響。經過進程對不合面積的125 μm 厚Kapton 溫控資料中止放電檢驗考試,得出不合面積資料的放電脈沖波形規律和各放電特點同資料面積的關系,顯現雙峰波形\放出電荷量和能量都比較大的波形。在放電特點同資料面積的關系方面,檢驗考試數據剖明伴著資料面積的添加,這里依照地磁亞暴時期的情形參數,沒法完成在軌運本義務。

        在空間等離子情形下,放電電流峰值同資料面積的關系為Im - s0. 4。針對Kapton 資料睜開了空中摹擬放電檢驗考試研討,嚴重時使航天器發作缺點,得出和國外研討分歧的線性關系,影響對樣品放電波形的測量。是以對同軸電纜中止了外層樊籬,將0. 3 Ω 電阻作為取樣電阻來測量放電脈沖波形的編制可以很好的測量放電旗幟暗號。依照以上想象的樣品和測量方法,曲線斜率漸漸減小。在資料放電延續時辰和電荷損喪失量同Kapton 資料面積關系的研討中,得出低于36 cm2 的Kapton資料,而當資料面積大于64 cm2 時,擬合出與其對應的關系式。在放電電流峰值和資料面積關系的研討中,探求其放電特點規律
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