空間軌道等離子體及高能電子環(huán)境下的充放電效應(yīng)是評(píng)價(jià)航天器異常和故障的難題之一。航天器介電材料是產(chǎn)生充放電問(wèn)題的主要介質(zhì)。本文以聚酰亞胺材料為研究對(duì)象,利用原位輻致電導(dǎo)及表面電位測(cè)量裝置、電子順磁共振波譜儀和掃面電子顯微鏡等設(shè)備及分析技術(shù),研究了電子輻照/溫度綜合作用下聚酰亞胺材料的輻致電導(dǎo)率、延遲電導(dǎo)率和表面電位的演化行為,建立了相應(yīng)物理模型,并評(píng)價(jià)了在空間大橢圓軌道下材料的充放電風(fēng)險(xiǎn)。研究結(jié)果表明,在室溫電子輻照條件下,聚酰亞胺輻致電導(dǎo)率隨輻照時(shí)間的增加呈先升高后平穩(wěn)的特點(diǎn),符合電子/空穴同時(shí)控制傳導(dǎo)的雙極性傳導(dǎo)模型。在單調(diào)上升階段,輻致電導(dǎo)率正比于電離劑量率,是時(shí)間的α次冪,冪指數(shù)色散參數(shù)α值為0.34。穩(wěn)態(tài)階段,輻致電導(dǎo)率是電離劑量率的?次冪,冪指數(shù)?值為0.75。在室溫電子輻照停止后,聚酰亞胺的延遲電導(dǎo)率隨時(shí)間先呈反比例函數(shù)衰減,然后呈指數(shù)衰減,這是由于電子輻照誘發(fā)自由基的熱力學(xué)復(fù)合效應(yīng)所引起。在低溫電子輻照條件下,聚酰亞胺輻致電導(dǎo)率隨著時(shí)間的增加呈先升高達(dá)到峰值后,隨著時(shí)間的繼續(xù)增加而下降至穩(wěn)態(tài)的特點(diǎn),具有電子傳導(dǎo)的單極性傳導(dǎo)模型特征。低溫穩(wěn)態(tài)輻致電導(dǎo)率較室溫低1個(gè)數(shù)量級(jí)。低...

【文章頁(yè)數(shù)】：84 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 課題背景及研究的目的和意義
    1.2 航天器帶電效應(yīng)及其環(huán)境影響因素
        1.2.1 航天器帶電效應(yīng)定義及分類(lèi)
        1.2.2 空間等離子體環(huán)境
        1.2.3 高能帶電粒子輻照環(huán)境
        1.2.4 太陽(yáng)電磁輻照環(huán)境
    1.3 航天器充電的物理模型
        1.3.1 表面充電的物理過(guò)程
        1.3.2 內(nèi)充電的物理過(guò)程
        1.3.3 聚合物輻致電導(dǎo)率物理模型
    1.4 聚合物導(dǎo)電理論中的溫度影響
        1.4.1 聚合物跳躍電導(dǎo)理論
        1.4.2 聚合物導(dǎo)電理論中的溫度影響
        1.4.3 輻致電導(dǎo)率的溫度影響
    1.5 航天器在軌的放電行為
        1.5.1 航天器介電材料擊穿電壓
        1.5.2 航天器介電材料表面電位
        1.5.3 空間軌道環(huán)境下的放電風(fēng)險(xiǎn)
    1.6 本文研究目的和主要研究?jī)?nèi)容
第2章 試驗(yàn)材料及試驗(yàn)方法
    2.1 試驗(yàn)樣品材料及制備
    2.2 輻照設(shè)備及試驗(yàn)方案
    2.3 輻致電導(dǎo)率原位測(cè)試方法
    2.4 表面電位原位測(cè)試方法
    2.5 電子順磁共振譜分析
    2.6 顯微形貌分析
        2.6.1 金相顯微鏡
        2.6.2 掃描電子顯微鏡
        2.6.3 能譜分析
    2.7 軟件模擬計(jì)算
        2.7.1 CASINO軟件
        2.7.2 GEANT4軟件
        2.7.3 SPENVIS/DICTAT軟件
第3章 聚酰亞胺室溫電子輻照輻致電導(dǎo)行為及規(guī)律
    3.1 室溫低能電子輻照輻致電導(dǎo)動(dòng)力學(xué)過(guò)程及分析
        3.1.1 室溫低能電子輻照輻致電導(dǎo)動(dòng)力學(xué)過(guò)程
        3.1.2 室溫低能電子輻照輻致電導(dǎo)動(dòng)力學(xué)模型
    3.2 室溫高能電子輻照輻致電導(dǎo)率
    3.3 基于自由基演化的延遲電導(dǎo)行為及分析
        3.3.1 電子輻照聚酰亞胺延遲電導(dǎo)率演化過(guò)程
        3.3.2 電子輻照聚酰亞胺延遲電導(dǎo)率演化模型
        3.3.3 電子輻照誘發(fā)自由基的形成
        3.3.4 電子輻照誘發(fā)自由基的時(shí)效過(guò)程及分析
        3.3.5 延遲電導(dǎo)率的自由基演化機(jī)理
    3.4 本章小結(jié)
第4章 聚酰亞胺低溫電子輻照輻致電導(dǎo)行為及規(guī)律
    4.1 低溫電子輻照輻致電導(dǎo)動(dòng)力學(xué)過(guò)程及分析
        4.1.1 低溫電子輻照輻致電導(dǎo)動(dòng)力學(xué)過(guò)程
        4.1.2 低溫電子輻照輻致電導(dǎo)動(dòng)力學(xué)模型
    4.2 低溫與室溫電子輻照輻致電導(dǎo)動(dòng)力學(xué)過(guò)程對(duì)比分析
        4.2.1 低溫與室溫電子輻照輻致電導(dǎo)演化曲線對(duì)比分析
        4.2.2 電子輻照輻致電導(dǎo)動(dòng)力學(xué)數(shù)值模型及分析
        4.2.3 溫度對(duì)電子輻照輻致電導(dǎo)影響的數(shù)值計(jì)算及分析
    4.3 低溫與室溫電子輻照延遲電導(dǎo)率演化過(guò)程對(duì)比分析
    4.4 低溫電子輻照聚酰亞胺放電表面及斷口形貌分析
        4.4.1 低溫電子輻照沿面閃絡(luò)放電表面形貌分析
        4.4.2 低溫電子輻照放電擊穿表面形貌和斷口形貌分析
    4.5 本章小結(jié)
第5章 空間軌道環(huán)境下聚酰亞胺放電風(fēng)險(xiǎn)分析
    5.1 低能電子輻照聚酰亞胺表面電位及放電分析
        5.1.1 室溫電子輻照表面電位研究分析
        5.1.2 低溫電子輻照表面電位研究分析
        5.1.3 低溫與室溫電子輻照表面電位對(duì)比分析
    5.2 空間軌道環(huán)境電子能譜計(jì)算及分析
        5.2.1 空間軌道及電子能譜計(jì)算
        5.2.2 空間軌道環(huán)境電子能譜分析
    5.3 空間軌道環(huán)境電子能譜輻照聚酰亞胺帶電行為研究
        5.3.1 空間軌道環(huán)境電子能譜輻照聚酰亞胺放電風(fēng)險(xiǎn)分析
        5.3.2 材料厚度對(duì)大橢圓軌道充放電行為影響分析
        5.3.3 溫度對(duì)大橢圓軌道電子能譜充放電行為影響分析
    5.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文
致謝



本文編號(hào)：3736396