【儀表網(wǎng) 行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)】由中國(guó)材料與試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)航天材料標(biāo)準(zhǔn)化領(lǐng)域委員會(huì)(CSTM/FC57)歸口承擔(dān)的《航天艙外暴露材料紫外光電子發(fā)射產(chǎn)額測(cè)試方法》團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)(立項(xiàng)號(hào)：CSTM LX 570001366-2023 )已完成征求意見稿，按照《中關(guān)村材料試驗(yàn)技術(shù)聯(lián)盟團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)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(yùn)行面臨著電磁輻射、原子氧等復(fù)雜空間環(huán)境因素，直接影響著航天器的運(yùn)行可靠性。近年來，在軌運(yùn)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(shí)對(duì)空間環(huán)境也越來越敏感。據(jù) NASA 的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，空間環(huán)境導(dǎo)致的航天器故障中，充放電效應(yīng)的占比超過一半。
 

　　航天器表面材料受到空間粒子的作用時(shí)，會(huì)發(fā)生表面放電現(xiàn)象；當(dāng)電荷積累超過一定的閾值時(shí)，會(huì)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(hào)會(huì)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(yùn)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(gè)光子的能量較高，會(huì)造成更加嚴(yán)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(yīng)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(duì)空間技術(shù)的發(fā)展尤為重要，對(duì)航天器材料選擇和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)具有指導(dǎo)意義。
 

　　法國(guó)巴黎第六大學(xué)固體物理實(shí)驗(yàn)室、歐洲航天局、日本東京都市大學(xué)等科研機(jī)構(gòu)對(duì)紫外光電子發(fā)射系數(shù)進(jìn)行了大量的研究與實(shí)驗(yàn)，國(guó)內(nèi)以西安交通大學(xué)、中科院半導(dǎo)體研究所對(duì)紫外光電子發(fā)射系數(shù)進(jìn)行了測(cè)試研究，并承擔(dān)了相關(guān)的研究課題，研制了測(cè)試裝置，積累了大量的測(cè)試經(jīng)驗(yàn)。但國(guó)內(nèi)外目前均沒有關(guān)于紫外光電子發(fā)射產(chǎn)額測(cè)試方法的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。
 

　　本文件參照 GB/T 1.1—2020 《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則 第 1 部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》和 GB/T 20001.4—2015《標(biāo)準(zhǔn)編寫規(guī)則 第 4 部分：試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》的規(guī)定起草。
 

　　本文件是為了測(cè)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(zhǔn)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(duì)航天器在軌運(yùn)行時(shí)的表面電位進(jìn)行判斷，是保障航天器在軌安全穩(wěn)定運(yùn)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(cè)試方法標(biāo)準(zhǔn)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(cè)試方法。本文件適用于空間輻射特性測(cè)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(cè)試方法。
 

　　原理：
 

　　測(cè)試儀器可以通過測(cè)控軟件連續(xù)驅(qū)動(dòng)光學(xué)系統(tǒng)中的單色儀對(duì)氘燈發(fā)出的光進(jìn)行不同波長(zhǎng)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(zhǎng)轉(zhuǎn)移片的光電倍增管用于測(cè)量光電流信號(hào)；分光鏡透射光進(jìn)入真空系統(tǒng)中的分析室，配合光子計(jì)數(shù)器和中心通孔式微通道板用于測(cè)量光電子電壓信號(hào)。
 

　　測(cè)控軟件驅(qū)動(dòng)光子計(jì)數(shù)器進(jìn)行兩路信號(hào)的實(shí)時(shí)采集，并返還測(cè)量數(shù)據(jù)，進(jìn)行產(chǎn)額譜曲線的實(shí)時(shí)計(jì)算與繪制，并可進(jìn)行數(shù)據(jù)的保存。同時(shí)該儀器還配有標(biāo)準(zhǔn)的紫外探測(cè)器用于對(duì)光電倍增管進(jìn)行校準(zhǔn)標(biāo)定。
 

　　試驗(yàn)條件：
 

　　1.真空度指標(biāo)
 

　　為了模擬紫外光在空間環(huán)境中的傳播過程，以及達(dá)到測(cè)試設(shè)備的工作環(huán)境要求，實(shí)驗(yàn)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(biāo)
 

　　真空紫外光源功率:≥100W；真空紫外單色儀波長(zhǎng)范圍:115~400nm；單色儀波長(zhǎng)分辯率:≤0.1nm；電子倍增器收集增益: ≥106；發(fā)射產(chǎn)額測(cè)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(jìn)樣室、分析室、真空泵、真空計(jì)以及四維樣品臺(tái)。
 

　　2.光學(xué)系統(tǒng)
 

　　包括氘燈，前置光學(xué)系統(tǒng)，單色儀，后置光學(xué)系統(tǒng)。其中，前置光學(xué)系統(tǒng)包括反射器，濾光片輪；后置光學(xué)系統(tǒng)包括準(zhǔn)直器，分光鏡。
 

　　3.測(cè)量系統(tǒng)
 

　　包括光子計(jì)數(shù)器，靜電計(jì)，微通道板，光電倍增管，標(biāo)準(zhǔn)光電二極管。
 

　　4.測(cè)控軟件
 

　　主要包括儀器控制，數(shù)據(jù)處理，圖標(biāo)繪制以及數(shù)據(jù)保存等功能。
 

　　質(zhì)量保證和控制：
 

　　1.重復(fù)分析
 

　　在重復(fù)性條件下實(shí)施檢測(cè)活動(dòng)，檢查或評(píng)估分析檢測(cè)過程中的精密度。重復(fù)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(duì)比分析
 

　　可以采用人員對(duì)比方式進(jìn)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(duì)試驗(yàn)，考核檢測(cè)人員的操作過程、能力水平等。
 

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