一种多层薄膜材料空间充放电效应模拟试验方法技术

本发明专利技术公开了一种多层薄膜材料空间充放电效应模拟试验方法，针对热控等薄膜材料中导电层/介质层相结合的结构特点，综合考虑了薄膜材料导电层对空间低能电子屏蔽效应、以及高能电子强穿透特性，采用蒙特卡洛方法计算获得介质层的电子沉积最小能量和最大能量值，并以此为依据分析现有的空间电子能谱环境，构建影响介质层充放电效应的有效电子能谱，最终获得模拟试验中的辐照电子能量和束流密度，采用电流探头与示波器相结合方法测试薄膜材料静电放电特性，从而建立多层薄膜材料空间充放电效应模拟试验方法，解决了多层薄膜材料空间充放电效应的模拟试验参数的选取问题，为其空间环境适应性评价提供了一种有效方法。

【技术实现步骤摘要】
一种多层薄膜材料空间充放电效应模拟试验方法
本专利技术涉及一种多层薄膜材料空间充放电效应模拟试验方法，适用于卫星热控涂层等薄膜类材料的充放电效应试验评价，属于试验领域。
技术介绍
热控等薄膜材料广泛应用于各种卫星平台,其性能及空间环境的适应性对保障卫星正常工作至关重要。由于热控涂层功能的特殊性，其结构一般由多层材料组成，如我国研制的柔性二次表面镜薄膜包括了导电层(如ITO(IndiumTinOxides，铟锡氧化物)、铝)和介质层(如kapton)的多层结构。卫星运行轨道有大量的不同能量的电子，其中部分能量电子将穿透热控薄膜的ITO和Al导电层，将电荷沉积在kapton介质层，当沉积电荷产生的电场大于击穿阈值时将会产生静电放电，导致热控材料的损伤和性能退化，上述过程即为多层薄膜材料空间充放电效应。目前，国内外在空间充放电效应模拟试验研究主要针对单一介质材料开展。由于空间中的电子呈能谱分布特性，而薄膜材料具有多层结构的特点，导致其充放电过程与单一介质材料有很大差异，如低能电子无法穿透ITO和Al导电层，不能在介质层沉积电荷，同时高本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多层薄膜材料空间充放电效应模拟试验方法，其特征在于，包括以下步骤步骤如下：/n(1)、空间能谱环境的模拟参数确定：构建多层薄膜材料的结构模型，采用蒙特卡洛方法计算获得介质层的电子沉积最小能量E

【技术特征摘要】
1.一种多层薄膜材料空间充放电效应模拟试验方法，其特征在于，包括以下步骤步骤如下：
(1)、空间能谱环境的模拟参数确定：构建多层薄膜材料的结构模型，采用蒙特卡洛方法计算获得介质层的电子沉积最小能量Emin和最大能量Emax；针对空间电子能谱环境，分别以Emin和Emax为下限和上限，分析获得介质层充放电效应的有效电子能谱，确定适用于多层薄膜材料空间充放电效应的模拟试验参数；
(2)、将薄膜材料样品放置于样品台,将样品导电层与信号电缆相连，并在信号电缆上放置电流探头,电流探头和与示波器连接；
(3)、使用真空系统将所述样品台抽成真空状态,并开启电子枪,依据步骤1中的模拟试验参数调节电子枪产生辐照电子；
(4)、开启示波器,利用示波器采集薄膜材料样品的静电放电信号。


2.根据权利要求1所述的模拟试验方法，其特征在于，步骤(1)中蒙特卡洛仿真包括构建多层薄膜材料的结构模型、材料赋值、粒子种类及辐照参数设置、计算结果输出。


3.根据权利要求1所述的模拟试验方法，其特征在于，所述步骤(1)中最小能量Emin为≤1％的电子穿透导电层进入介质层时的能量，最大能量Emax为≥99％的电子穿透介质层时的能量。


4.根据权利要求1所述的模拟试验方法，其特征在于，所述步骤(1)中空...

【专利技术属性】
技术研发人员：王金晓，陈益峰，张翼东，李伟，冯娜，季启政，韩炎晖，
申请(专利权)人：许昌学院，北京东方计量测试研究所，
类型：发明
国别省市：河南;41