航天器内部孤立导体电子照射表面起电时域特性研究
目的:高能电子穿透航天器表面进入内部空间,电子在一些孤立导体表面沉积,造成直接危害和潜在危害.通过电子照射金属表面起电时域研究,为航天器内部孤立导体静电防护提供理论基础。 方法:综合考虑空间环境中电子流密度,照射电子能量,金属材料二次电子特性及材料大小等因素,理论推导出电子照射金属表面起电时域一般微分表达式.利用有限差分法对微分方程进行数值求解,通过具体例子讨论了不同金属在电子照射下表面电位随时间变化情况. 结果:对同一孤立导体,相同的入射电子能量照射下金属表面最终电位是相等的,电子通量越大,充电至最高电位所需时间越小.相同的电子通量下,电子能量越高充电至最高电位所需时间也越长.相同的入射电子能量照射下,金属半径大小与最终电位无关,对充电时间有影响,金属半径越大,充电至最高负电位所需时间越长.半径保持不变的情况下,入射电子能量越高充电至最高电位所需时间越长.当金属表面带正电时,其表面最高正电位随着入射电子能量的升高而降低. 结论:航天器内部孤立导体表面电位变化情况与入射电子流密度、电子能量、金属二次电子系数及照射时间等因素有关.通过对材料及航天器内部空间环境参数的控制可以使充电至放电电位所需时间大于放电时间,避免持续不间断放电的发生,从而减小放电造成的危害.
航天器 内部孤立导体 电子照射 起电时域特性 静电防护
曹鹤飞 孙永卫 原青云 许滨
军械工程学院静电与电磁防护研究所,石家庄 050003;石家庄学院物理系,石家庄 050035 军械工程学院静电与电磁防护研究所,石家庄 050003
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太原
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2014-08-16（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）