基于石墨烯的空间原子氧注量探测方法技术

本申请公开了一种基于石墨烯的空间原子氧注量探测方法，将石墨烯膜附着在聚酰亚胺背面，在石墨烯膜的两端设置电极；将所述聚酰亚胺基底暴露在原子氧环境中，当所述聚酰亚胺基底被完全剥蚀后，石墨烯也会马上被剥蚀掉，位于所述石墨烯膜上的电路断路；因为石墨烯膜与原子氧的反应时间极短，因此测算所述石墨烯膜上的电路断路所需的时长，即可得到所述聚酰亚胺基底被完全剥蚀的时间t；原子氧在t时间内的注量Ф＝d/k，聚酰亚胺基底的原子氧剥蚀率k和聚酰亚胺基底的厚度d已知，聚酰亚胺基底厚可以根据探测需要进行灵活设置，使得该探测方法适于不同寿命航天器原子氧探测任务的需求。

Detection method of space atomic oxygen flux based on graphene

【技术实现步骤摘要】
基于石墨烯的空间原子氧注量探测方法
本专利技术一般涉及空间环境探测
，具体涉及一种基于石墨烯的空间原子氧注量探测方法。
技术介绍
在低地球轨道上(200～700km)，空间原子氧环境是危害航天器安全的主要环境因素之一。虽然原子氧的密度不是很大，一般在105～109cm-3左右，但是由于原子氧的化学活性高，同时与轨道上的航天器相对运动速度大（7.8km／s左右），因此增大了原子氧对航天器的撞击能量（约5eV）和通量。原子氧一方面会溅射航天器表面材料，另一方面会与航天器表面材料发生化学反应，从而导致材料物理和化学性质发生变化，使功能性材料性能退化，威胁航天器的寿命与可靠性。评价航天器表面材料在原子氧环境下的性能退化情况，首先必须了解原子氧环境，空间原子氧环境探测试验是原子氧效应研究中最重要的工作之一，原子氧环境探测离不开探测仪。目前原子氧探测的方法主要有质谱法、薄膜电阻测量方法、半导体材料吸附感知方法、化学热探头感知方法等。其中薄膜电阻测量方法由于工艺简单，是较常用的一种探测原子氧的方法。该方法将薄膜暴露在原子氧环境中，并受到原子氧的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于石墨烯的空间原子氧注量探测方法，其特征在于，所述方法包括：/n将石墨烯膜附着在聚酰亚胺背面，在所述石墨烯膜的两端设置电极；/n将所述聚酰亚胺基底暴露在原子氧环境中，当所述聚酰亚胺基底被完全剥蚀后，位于所述石墨烯膜上的电路断路；/n测算所述石墨烯膜上的电路断路所需的时长，得到所述聚酰亚胺基底被完全剥蚀的时间t；/n原子氧在t时间内的注量Ф=d/k，其中k为聚酰亚胺基底的原子氧剥蚀率，d为所述聚酰亚胺基底的厚度。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于石墨烯的空间原子氧注量探测方法，其特征在于，所述方法包括：
将石墨烯膜附着在聚酰亚胺背面，在所述石墨烯膜的两端设置电极；
将所述聚酰亚胺基底暴露在原子氧环境中，当所述聚酰亚胺基底被完全剥蚀后，位于所述石墨烯膜上的电路断路；
测算所述石墨烯膜上的电路断路所需的时长，得到所述聚酰亚胺基底被完全剥蚀的时间t；
原子氧在t时间内的注量Ф=d/k，其中k为聚酰亚胺基底的原子氧剥蚀率，d为所述聚酰亚胺基底的厚度。


2.根据权利要求1所述的基于石墨烯的空间原子氧注量探测方法，其特征在于，所述石墨烯膜的厚度小于5nm。


3.根据权利要求1或2所述的基于石墨烯的空间原子氧注量探测方法，其特征在于，所述聚酰亚胺基底的厚度为1μm-1000μm。


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【专利技术属性】
技术研发人员：杨晓宁，刘宇明，李蔓，田东波，王志浩，沈自才，姜海富，
申请(专利权)人：北京卫星环境工程研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11