郑汉生，杨涛，韩建伟，张振龙，刘继奎



高能电子辐照下介质-导体相间结构深层充电特性研究

郑汉生1,2，杨涛1，韩建伟1,2，张振龙1,2，刘继奎3

（1．中国科学院国家空间科学中心，北京100190；2. 中国科学院大学，北京100049；3. 北京控制工程研究所，北京100190）

为研究影响介质-导体相间结构深层充电特性的内在因素，设计了不同构型的试验样品，利用90Sr放射源模拟空间高能电子环境对样品进行深层充电辐照试验，测量了充电电位的差异。并借助深层充电三维仿真软件计算介质-导体相间结构在不同几何构型情况下的深层充电电位、电场分布。试验和仿真结果表明，介质最高表面电位以及介质内部最大电场均与介质宽度和高度呈正相关。其他条件不变时，介质越宽，或越高于导体表面，发生放电的风险就越高。在介质与导体侧面存在微小缝隙情况下，介质内最大电场显著增强，易发生内部击穿。而在介质与导体之间的真空间隙内，电场很容易超过击穿阈值，放电风险很大。航天工程应用中为降低此种结构深层充放电的风险，在满足绝缘性能及其他要求的前提下应尽量减小介质的宽度，降低介质与导体间的高度差，并确保介质与导体侧面接触良好。

高能电子；介质深层充电；试验；三维仿真

0 引言

空间辐射环境中高能电子穿透性强，易沉积在航天器外围的绝缘介质深处或穿透航天器屏蔽层沉积在内部的介质中以及孤立导体表面，导致电荷持续积累而形成深层充电（或称为内部充电）效应，由此引发的空间静电放电是主要的空间环境危害之一[1-3]。……