航天器在轨表面入射离子、电子产生的二次发射电子流随二次电子发射系数的变化而变化,通过建模仿真对二次电子发射系数对充电电流、充电电位的影响进行验证。通过对航天器用表面材料ITO(Indium tin oxide,氧化铟锡)膜二次发射电子系数测试,测试结果与标准参数基本一致;测试结果表明,二次电子发射系数与材料厚度相关,且随着材料厚度的增加二次电子发射系数减小,因此可以通过改变航天器表面材料厚度的方式影响表面材料的二次电子发射系数,从而控制航天器表面材料的带电状态。
航天器运行在恶劣的空间环境中容易引发充放电现象,而叠加电磁场会导致其在较低的充电电位下发生放电,严重威胁航天器的安全运行。为揭示强电磁场诱发真空沿面放电的机理并提出抑制方法,该文采用离子交换方法对聚酰亚胺(polyimide,PI)薄膜表面进行改性处理,并基于搭建的强电磁场诱发真空沿面放电平台,结合表面陷阱、二次电子发射系数(secondary electron emission yields,SEEY)等表征手段,系统分析表面改性对抑制强电磁场诱发PI薄膜沿面放电的机理。结果表明:改性后的PI表面引入大量浅陷阱,显著降低PI薄膜的表面电阻率和SEEY,并提升了材料表面电荷的积聚与消散速率。同时,浅陷阱的引入降低了PI薄膜的SEEY和直流场下的极化能,抑制气体的解吸附与电离及二次电子倍增过程,从而显著提升了PI薄膜在抑制强电磁场诱发真空沿面放电方面的能力。该研究有望为强电磁场诱发航天器表面沿面放电的防护设计提供参考。
