《航天舱外暴露材料紫外光电子发射产额测试方法》征求意见
- 2023/12/9 11:41:54 30395
- 来源：仪表网
【仪表网 行业标准】由中国材料与试验标准化委员会航天材料标准化领域委员会(CSTM/FC57)归口承担的《航天舱外暴露材料紫外光电子发射产额测试方法》团体标准(立项号：CSTM LX 570001366-2023 )已完成征求意见稿，按照《中关村材料试验技术联盟团体标准管理办法》的有关规定，现公开广泛征求意见。
航天器在轨运行面临着电磁辐射、原子氧等复杂空间环境因素，直接影响着航天器的运行可靠性。近年来，在轨运行的航天器由于空间环境引起的故障事件多次发生，并且随着电子器件的集成度越来越高，在提高系统性能的同时对空间环境也越来越敏感。据 NASA 的统计数据显示，空间环境导致的航天器故障中，充放电效应的占比超过一半。
航天器表面材料受到空间粒子的作用时，会发生表面放电现象；当电荷积累超过一定的阈值时，会发生电晕和击穿等介质深层放电现象，造成材料的损坏和老化。高能的电磁脉冲信号会通过回路耦合到电子系统中，影响电子设备的稳定运行，从而威胁航天器的寿命。太阳辐射中的紫外波段由于单个光子的能量较高，会造成更加严重的充放电。
航天器外露金属材料的光电子发射产额是影响航天器充放电的关键因素之一，也为材料光电效应的研究有用信息。精确表征航天器材料的光电子发射产额对空间技术的发展尤为重要，对航天器材料选择和结构设计具有指导意义。
法国巴黎第六大学固体物理实验室、欧洲航天局、日本东京都市大学等科研机构对紫外光电子发射系数进行了大量的研究与实验，国内以西安交通大学、中科院半导体研究所对紫外光电子发射系数进行了测试研究，并承担了相关的研究课题，研制了测试装置，积累了大量的测试经验。但国内外目前均没有关于紫外光电子发射产额测试方法的相关标准。
本文件参照 GB/T 1.1—2020 《标准化工作导则 第 1 部分：标准化文件的结构和起草规则》和 GB/T 20001.4—2015《标准编写规则 第 4 部分：试验方法标准》的规定起草。
本文件是为了测量航天舱外暴露材料紫外光电子发射系数的需要而制定的。准确获知一些常见航天器表面材料的紫外光电子发射系数，对航天器在轨运行时的表面电位进行判断，是保障航天器在轨安全稳定运行的关键所在。因此，制定航天舱外暴露材料紫外光电子发射产额测试方法标准化文件。
本文件规定了航天舱外暴露材料紫外光电子发射系数测试方法。本文件适用于空间辐射特性测试技术领域，具体涉及一种航天舱外暴露材料紫外光电子发射系数测试方法。
原理：
测试仪器可以通过测控软件连续驱动光学系统中的单色仪对氘灯发出的光进行不同波长下的单色光分光，单色光经分光镜作用分解为透射光和反射光两路光路。反射光路为参考光路，配合装配有水样酸钠波长转移片的光电倍增管用于测量光电流信号；分光镜透射光进入真空系统中的分析室，配合光子计数器和中心通孔式微通道板用于测量光电子电压信号。
测控软件驱动光子计数器进行两路信号的实时采集，并返还测量数据，进行产额谱曲线的实时计算与绘制，并可进行数据的保存。同时该仪器还配有标准的紫外探测器用于对光电倍增管进行校准标定。
试验条件：
1.真空度指标
为了模拟紫外光在空间环境中的传播过程，以及达到测试设备的工作环境要求，实验环境要满足较高的真空度，高于 1.3×10-4Pa，并且具有良好的气密性。
2.仪器指标
真空紫外光源功率:≥100W；真空紫外单色仪波长范围:115~400nm；单色仪波长分辩率:≤0.1nm；电子倍增器收集增益: ≥106；发射产额测试范围:10-6~10-1el/ph；表面分析能量范围:3.2~10eV；表面分析能量分辨率:≤0.0leV。
仪器设备：
1.真空系统
包括进样室、分析室、真空泵、真空计以及四维样品台。
2.光学系统
包括氘灯，前置光学系统，单色仪，后置光学系统。其中，前置光学系统包括反射器，滤光片轮；后置光学系统包括准直器，分光镜。
3.测量系统
包括光子计数器，静电计，微通道板，光电倍增管，标准光电二极管。
4.测控软件
主要包括仪器控制，数据处理，图标绘制以及数据保存等功能。
质量保证和控制：
1.重复分析
在重复性条件下实施检测活动，检查或评估分析检测过程中的精密度。重复分析样品为同一样品的两份或者多分子样，由同一人分析，按着盲样分析更为客观。
2.对比分析
可以采用人员对比方式进行内部质量控制，通常由具有代表性的不同层次的两人或多人开展比对试验，考核检测人员的操作过程、能力水平等。
更多详情请见附件。
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