亞暴模擬環(huán)境參數(shù)的確定
發(fā)布時(shí)間：2019-05-07 21:27:27 | 人感興趣 | 評(píng)分：3 | 收藏：
電子環(huán)境是亞暴模擬主要環(huán)境之一。根據(jù)磁層亞暴時(shí)實(shí)測的電子能譜及衛(wèi)星表面實(shí)測電位，此種模擬設(shè)備的電子能量多數(shù)為5keV～30keV范圍內(nèi)，原因是此能量范圍內(nèi)的電子通量大，且不易穿透材料，電子易附于材料表面層。當(dāng)然，如果有條件也可以在更寬的能譜范圍內(nèi)進(jìn)行模擬，空間環(huán)境束流密度為10-9A/cm2，模擬時(shí)通常選0～10-8A/cm2，為了使束均勻性好，束直徑應(yīng)該比樣品z*大尺寸大30%左右。
太陽光照環(huán)境也是亞暴重要環(huán)境，光入射到材料表面上后，有些材料的光電發(fā)射電流密度比亞暴環(huán)境束流密度( 10-9A/c㎡)大。例如：氧化鋁的光電發(fā)射電流密度為4.2×10-9A/c㎡；氧化銦3×10-9A/c㎡；膠體石墨1.8×10-9A/cm2。由于光電發(fā)射，衛(wèi)星在陽光面，可能出現(xiàn)正電位，因此，環(huán)境條件除了電子環(huán)境以外，還要有太陽光照環(huán)境，空間陽光強(qiáng)度為一個(gè)太陽常數(shù)，地面模擬為了縮短模擬時(shí)間，通常選擇大于一個(gè)太陽常數(shù)的光源。
同步軌道高度的真空度約10-12Pa以上。地面模擬是真空效應(yīng)模擬，不能選這樣高的真空度。真空環(huán)境改變了材料表面電導(dǎo)及趨膚效應(yīng)。研究真空環(huán)境下放電現(xiàn)象所需要的真空度為10-5Pa—10-7Pa，需要無油抽氣手段。國外這種類型模擬設(shè)備的真空度大致都在這個(gè)范圍內(nèi)。如劉易斯中心的模擬設(shè)備直徑為1.8m，真空度為10-5Pa—10-6Pa; IPW實(shí)驗(yàn)室直徑2.5m的模擬設(shè)備，其真空度為10-5Pa;英國原子能科學(xué)中心0.5m設(shè)備，真空度為10-5Pa;歐洲宇宙工藝學(xué)中心直徑0.8m的設(shè)備，真空度為10-5Pa．其直徑2.5m模擬設(shè)備，真空度為10-2Pa—10-3Pa。
除此以外，衛(wèi)星在軌道運(yùn)行時(shí)，有時(shí)向太陽，有時(shí)背太陽，向太陽時(shí)表面可達(dá)100℃的高溫，背太陽時(shí)，表面可達(dá)100℃的低溫。溫度將改變材料表面電阻、體電阻及其它性能。因此，地面模擬需要建立這種溫度環(huán)境，國外亞暴環(huán)境模擬設(shè)備溫度都要控制，劉易斯中心設(shè)備溫度為-185℃～+120℃；英國原子能科學(xué)中心樣品溫度為- 178℃—+75℃；歐洲宇宙工藝學(xué)中心樣品溫度為- 20℃～+130℃。
在上述環(huán)境的作用下，影響衛(wèi)星表面電荷積累的因素有電子束能量及密度、入射離子密度，材料的二次發(fā)射、光電發(fā)射、離子引起的二次發(fā)射，表面電導(dǎo)及體電導(dǎo)等。為此在建造模擬設(shè)備時(shí)，除考慮環(huán)境因素外，還要考慮這些因素。
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