【儀表網(wǎng) 行業(yè)標準】由中國材料與試驗標準化委員會航天材料標準化領(lǐng)域委員會(CSTM/FC57)歸口承擔的《航天艙外暴露材料紫外光電子發(fā)射產(chǎn)額測試方法》團體標準(立項號：CSTM LX 570001366-2023 )已完成征求意見稿，按照《中關(guān)村材料試驗技術(shù)聯(lián)盟團體標準管理辦法》的有關(guān)規(guī)定，現(xiàn)公開廣泛征求意見。
航天器在軌運行面臨著電磁輻射、原子氧等復雜空間環(huán)境因素，直接影響著航天器的運行可靠性。近年來，在軌運行的航天器由于空間環(huán)境引起的故障事件多次發(fā)生，并且隨著電子器件的集成度越來越高，在提高系統(tǒng)性能的同時對空間環(huán)境也越來越敏感。據(jù) NASA 的統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，空間環(huán)境導致的航天器故障中，充放電效應的占比超過一半。
航天器表面材料受到空間粒子的作用時，會發(fā)生表面放電現(xiàn)象；當電荷積累超過一定的閾值時，會發(fā)生電暈和擊穿等介質(zhì)深層放電現(xiàn)象，造成材料的損壞和老化。高能的電磁脈沖信號會通過回路耦合到電子系統(tǒng)中，影響電子設(shè)備的穩(wěn)定運行，從而威脅航天器的壽命。太陽輻射中的紫外波段由于單個光子的能量較高，會造成更加嚴重的充放電。
航天器外露金屬材料的光電子發(fā)射產(chǎn)額是影響航天器充放電的關(guān)鍵因素之一，也為材料光電效應的研究有用信息。精確表征航天器材料的光電子發(fā)射產(chǎn)額對空間技術(shù)的發(fā)展尤為重要，對航天器材料選擇和結(jié)構(gòu)設(shè)計具有指導意義。
法國巴黎第六大學固體物理實驗室、歐洲航天局、日本東京都市大學等科研機構(gòu)對紫外光電子發(fā)射系數(shù)進行了大量的研究與實驗，國內(nèi)以西安交通大學、中科院半導體研究所對紫外光電子發(fā)射系數(shù)進行了測試研究，并承擔了相關(guān)的研究課題，研制了測試裝置，積累了大量的測試經(jīng)驗。但國內(nèi)外目前均沒有關(guān)于紫外光電子發(fā)射產(chǎn)額測試方法的相關(guān)標準。
本文件參照 GB/T 1.1—2020 《標準化工作導則 第 1 部分：標準化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》和 GB/T 20001.4—2015《標準編寫規(guī)則 第 4 部分：試驗方法標準》的規(guī)定起草。
本文件是為了測量航天艙外暴露材料紫外光電子發(fā)射系數(shù)的需要而制定的。準確獲知一些常見航天器表面材料的紫外光電子發(fā)射系數(shù)，對航天器在軌運行時的表面電位進行判斷，是保障航天器在軌安全穩(wěn)定運行的關(guān)鍵所在。因此，制定航天艙外暴露材料紫外光電子發(fā)射產(chǎn)額測試方法標準化文件。
本文件規(guī)定了航天艙外暴露材料紫外光電子發(fā)射系數(shù)測試方法。本文件適用于空間輻射特性測試技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種航天艙外暴露材料紫外光電子發(fā)射系數(shù)測試方法。
原理：
測試儀器可以通過測控軟件連續(xù)驅(qū)動光學系統(tǒng)中的單色儀對氘燈發(fā)出的光進行不同波長下的單色光分光，單色光經(jīng)分光鏡作用分解為透射光和反射光兩路光路。反射光路為參考光路，配合裝配有水樣酸鈉波長轉(zhuǎn)移片的光電倍增管用于測量光電流信號；分光鏡透射光進入真空系統(tǒng)中的分析室，配合光子計數(shù)器和中心通孔式微通道板用于測量光電子電壓信號。
測控軟件驅(qū)動光子計數(shù)器進行兩路信號的實時采集，并返還測量數(shù)據(jù)，進行產(chǎn)額譜曲線的實時計算與繪制，并可進行數(shù)據(jù)的保存。同時該儀器還配有標準的紫外探測器用于對光電倍增管進行校準標定。
試驗條件：
1.真空度指標
為了模擬紫外光在空間環(huán)境中的傳播過程，以及達到測試設(shè)備的工作環(huán)境要求，實驗環(huán)境要滿足較高的真空度，高于 1.3×10-4Pa，并且具有良好的氣密性。
2.儀器指標
真空紫外光源功率:≥100W；真空紫外單色儀波長范圍:115~400nm；單色儀波長分辯率:≤0.1nm；電子倍增器收集增益: ≥106；發(fā)射產(chǎn)額測試范圍:10-6~10-1el/ph；表面分析能量范圍:3.2~10eV；表面分析能量分辨率:≤0.0leV。
儀器設(shè)備：
1.真空系統(tǒng)
包括進樣室、分析室、真空泵、真空計以及四維樣品臺。
2.光學系統(tǒng)
包括氘燈，前置光學系統(tǒng)，單色儀，后置光學系統(tǒng)。其中，前置光學系統(tǒng)包括反射器，濾光片輪；后置光學系統(tǒng)包括準直器，分光鏡。
3.測量系統(tǒng)
包括光子計數(shù)器，靜電計，微通道板，光電倍增管，標準光電二極管。
4.測控軟件
主要包括儀器控制，數(shù)據(jù)處理，圖標繪制以及數(shù)據(jù)保存等功能。
質(zhì)量保證和控制：
1.重復分析
在重復性條件下實施檢測活動，檢查或評估分析檢測過程中的精密度。重復分析樣品為同一樣品的兩份或者多分子樣，由同一人分析，按著盲樣分析更為客觀。
2.對比分析
可以采用人員對比方式進行內(nèi)部質(zhì)量控制，通常由具有代表性的不同層次的兩人或多人開展比對試驗，考核檢測人員的操作過程、能力水平等。
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