CN102147431A

CN102147431A - 一种材料辐射诱导电导率参数的测量装置

Info

Publication number: CN102147431A
Application number: CN2010106179125A
Authority: CN
Inventors: 柳青; 孔风连; 李存惠; 秦晓刚; 汤道坦; 陈益峰
Original assignee: 510 Research Institute of 5th Academy of CASC
Current assignee: 510 Research Institute of 5th Academy of CASC
Priority date: 2010-12-31
Filing date: 2010-12-31
Publication date: 2011-08-10

Abstract

本发明涉及一种材料辐射诱导电导率参数的测量装置，属于空间应用技术领域。所述装置包括上盖、上电极、下电极、绝缘层和底座；上盖和底座连接构成装置的接地外壳，在外壳中，上电极位于下电极上方，上、下电极与上盖、底座之间设有绝缘层，上、下电极之间安放需测试的材料，材料的上、下表面分别与上、下电极相接触；上盖、上电极、下电极、绝缘层和底座固定连接，有正对材料的通孔贯穿上盖、上电极以及上盖和上电极之间的绝缘层，通孔的面积小于材料面积。通过所述装置，可测得材料在电子环境下的电流和电压，再通过公式δ＝l·I/S/V即可计算得到材料的辐射诱导电导率，为评价材料在空间中的使用性能提供了方便快捷的装置和方法。

Description

一种材料辐射诱导电导率参数的测量装置

技术领域

本发明涉及一种材料辐射诱导电导率参数的测量装置，具体地说，本发明涉及一种材料辐射诱导电导率参数的测量装置，通过所述测量装置测得的参数，结合现有技术中的计算公式，可以得到不同电子环境下材料的辐射诱导电导率，属于空间应用技术领域。

背景技术

随着我国空间应用技术的不断发展，对空间材料的可靠性提出了更高的要求。空间中存在高能电子，如果电子沉积在电阻率很高的材料中，由于电子的迁移率很小，电荷将很难泄放，并且在材料内积累成为空间电荷，改变材料的电导率，此时的电导率成为材料的辐射诱导电导率。材料的辐射诱导电导率是评价空间材料性能的重要评价指标，目前还没有出现一种用来测量材料辐射诱导电导率参数的装置。

发明内容

针对现有技术中没有测量材料辐射诱导电导率参数装置的缺陷，本发明的目的是提供一种材料辐射诱导电导率参数的测量装置。通过所述装置，可以测量不同电子环境下材料的电流和电压，通过现有技术中的公式计算得到材料的辐射诱导电导率。

本发明的技术方案如下：

一种材料辐射诱导电导率参数的测量装置，所述装置包括上盖、上电极、下电极、绝缘层和底座。其中，上盖和底座连接构成装置的接地外壳，在所述外壳中，上电极位于下电极上方，上、下电极与上盖、底座之间设有绝缘层，使上、下电极不与上盖、底座相接触，上、下电极之间留有空隙以安放需测试的样品材料，样品材料的上、下表面分别与上、下电极相接触；上盖、上电极、下电极、绝缘层和底座固定连接，有正对样品材料的通孔贯穿上盖、上电极以及上盖和上电极之间的绝缘层，通孔的面积小于样品材料面积。

所述上盖、上电极、下电极和底座的材料为金属材料，优选铝；绝缘层使用绝缘材料。

本发明一种材料辐射诱导电导率参数的测量装置的工作过程如下：将待测样品材料放入所述测量装置中，在电子环境下，电子通过所述测量装置的通孔射入辐照样品材料，与样品材料一侧表面接触的上电极通过引线与电位计连接，测量得到样品材料表面的电压，与样品材料另一侧表面接触的下电极过引线与电流计连接，测量得到样品材料下泄露的电流，通过现有技术中的公式即可计算得到相应电子剂量率下的材料辐射诱导电导率；其中，所述公式如下：δ＝l·I/S/V，其中：l为样品材料的厚度，I为样品材料下泄露的电流，V为样品材料表面的电压，S为通孔的面积，δ为样品材料的辐射诱导电导率。

一种用材料辐射诱导电导率参数的测量装置测量材料辐射诱导电导率的方法，所述方法的具体步骤如下：

将待测样品材料放入本发明一种材料辐射诱导电导率参数的测量装置中，在电子环境下，电子通过所述测量装置的通孔射入辐照样品材料，与样品材料一侧表面接触的上电极通过引线与电位计连接，测量得到样品材料表面的电压，与样品材料另一侧表面接触的下电极过引线与电流计连接，测量得到样品材料下泄露的电流，通过现有技术中的公式即可计算得到相应电子剂量率下的材料辐射诱导电导率；其中，所述公式如下：δ＝l·I/S/V，其中：l为样品材料的厚度，I为样品材料下泄露的电流，V为样品材料表面的电压，S为通孔的面积，δ为样品材料的辐射诱导电导率。

有益效果

1.本发明一种材料辐射诱导电导率参数的测量装置可以测量不同电子环境下材料表面的电压和材料下泄露的电流，通过现有技术中的公式即可计算得到材料的辐射诱导电导率，为评价材料在空间中的使用性能提供了技术支持；

2.本发明一种材料辐射诱导电导率参数的测量装置结构简单，使用方便，成本低廉；

3.使用本发明一种材料辐射诱导电导率参数的测量装置的一种测量材料辐射诱导电导率的方法可以方便快捷地得到材料的辐射诱导电导率，为评价材料在空间中的使用性能提供了技术支持。

附图说明

图1为本发明一种辐射诱导电导率测量装置的剖面图。

其中，1-上盖，2-上电极，3-下电极，4-底座，5-通孔，6-绝缘层A，7-绝缘层B，8-引线A，9-引线B。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的优选实施方式作进一步详细说明。

根据图1可知，一种材料辐射诱导电导率参数的测量装置，所述装置包括上盖1、上电极2、下电极3、底座4、通孔5，绝缘层A 6，绝缘层B 7，引线A8，引线B 9。其中，上盖1盖在底座4上，用螺钉固定连接构成所述装置外壳，上盖1和底座4接地；在所述装置外壳中，上电极2位于上盖1下方，上盖1与上电极2之间设有绝缘层A 6，使上盖1与上电极2之间互不接触，上电极2与底座4之间设有绝缘层B 7，使上电极2与底座4之间互不接触；下电极3位于上电极2下方，需测试的样品材料为FR 4，厚1.6mm，安放在上电极2和下电极3之间，通过上电极2与下电极3将样品材料压紧在所述装置中；下电极3与底座4之间设有绝缘层B 7，使下电极3与底座4之间互不接触；上盖1、上电极2、下电极3、底座4、通孔5，绝缘层A 6和绝缘层B 7之间固定连接，有一半径为4.2mm的圆形通孔5贯穿上盖1、上电极2和绝缘层A 6，所述通孔5正对样品材料且通孔5的面积小于样品材料面积；上电极2上连接有引线A 8穿过底座4和绝缘层B 7与电位计连接，下电极3上连接有引线B 9穿过底座4和绝缘层B 7与电流计连接。所述上盖1、上电极2、下电极3和底座4的材料为铝；绝缘层A 6和绝缘层B 7使用绝缘材料。

本发明一种材料辐射诱导电导率测量装置在剂量率为0.68rad/s的电子辐照下，电子通过所述测量装置的半径为4.2mm的圆形通孔5射入辐照厚1.6mm的样品材料FR 4，与样品材料上表面接触的上电极2通过引线A 8与TREK 341A电位计连接，通过所述电位计测量得到样品材料表面的电压V为291V，与样品材料下表面接触的下电极3过引线B 9与6517型微电流计连接，通过所述微电流计测量得到样品材料下泄露的电流I为15pA，通过公式：δ＝l·I/S/V，得到FR4样品材料的辐射诱导电导率δ＝1.6×15×10^-12/π(0.0042)²/291＝4.2E-16Ω·m。

本发明包括但不限于以上实施例，凡是在本发明的精神和原则之下进行的任何等同替换或局部改进，都将视为在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种材料辐射诱导电导率参数的测量装置，其特征在于：所述装置包括上盖(1)、上电极(2)、下电极(3)、绝缘层和底座(4)；其中，上盖(1)和底座(4)连接构成所述装置的接地外壳，在所述外壳中，上电极(2)位于下电极(3)上方，上电极(2)、下电极(3)与上盖(1)、底座(4)之间设有绝缘层，使上电极(2)、下电极(3)不与上盖(1)、底座(4)相接触，上电极(2)和下电极(3)之间留有空隙以安放需测试的样品材料，样品材料的上表面与上电极(2)相接触，下表面与下电极(3)相接触；上盖(1)、上电极(2)、下电极(3)、绝缘层和底座(4)固定连接，有正对样品材料的通孔(5)贯穿上盖(1)、上电极(2)以及上盖(1)和上电极(2)之间的绝缘层，通孔(5)的面积小于样品材料面积；所述上盖(1)、上电极(2)、下电极(3)和底座(4)的材料为金属材料，绝缘层使用绝缘材料。

2.根据权利要求1所述的一种材料辐射诱导电导率参数的测量装置，其特征在于：所述上盖(1)、上电极(2)、下电极(3)和底座(4)的材料为铝。

3.根据权利要求1所述的一种用材料辐射诱导电导率参数的测量装置测量材料辐射诱导电导率的方法，其特征在于：所述方法的具体步骤如下：

将待测样品材料放入所述的一种材料辐射诱导电导率参数的测量装置中，在电子环境下，电子通过所述测量装置的通孔(5)射入辐照样品材料，与样品材料上表面接触的上电极(2)通过引线与电位计连接，测量得到样品材料表面的电压，与样品材料下表面接触的下电极(3)过引线与电流计连接，测量得到样品材料下泄露的电流，通过现有技术中的公式即可计算得到相应电子剂量率下的材料辐射诱导电导率；其中，所述公式如下：δ＝l·I/S/V，其中：1为样品材料的厚度，I为样品材料下泄露的电流，V为样品材料表面的电压，S为通孔(5)的面积，δ为样品材料的辐射诱导电导率。