一種電子束輻照聚四氟乙烯內(nèi)帶電測試系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種電子束輻照聚四氟乙烯內(nèi)帶電測試系統(tǒng)，涉及絕緣材料內(nèi)帶點(diǎn)測試【技術(shù)領(lǐng)域】。包括電子束輻照聚四氟乙烯帶電裝置和法拉第筒電量測量裝置，本發(fā)明可進(jìn)行模擬不同氣壓環(huán)境下電子對聚四氟乙烯內(nèi)帶電電量影響研究，可進(jìn)行聚四氟乙烯內(nèi)帶電的電荷隨時(shí)間變化的規(guī)律研究，可研究低氣壓環(huán)境下介質(zhì)材料的內(nèi)帶電程度與電子束輻射強(qiáng)度的關(guān)系，以及模擬電子束輻照條件下電子致使聚四氟乙烯高壓充放電等相關(guān)【技術(shù)領(lǐng)域】研究工作。
【專利說明】—種電子束輻照聚四氟乙烯內(nèi)帶電測試系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及絕緣材料內(nèi)帶點(diǎn)測試【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002]綜合國內(nèi)外研究現(xiàn)狀，特別是國內(nèi)公開文獻(xiàn)，介質(zhì)內(nèi)帶電對航天器可靠性的影響試驗(yàn)研究還很薄弱。對航天器這種當(dāng)今要求可靠性最高的產(chǎn)品而言任何未知所帶來的潛在災(zāi)難性后果都是不容忽視的，應(yīng)重點(diǎn)研究。介質(zhì)內(nèi)部電荷聚集的最嚴(yán)重后果是電荷聚集導(dǎo)致材料被內(nèi)部靜電場擊穿，導(dǎo)致材料失效。不同的介質(zhì)材料化學(xué)、物理結(jié)構(gòu)不同，導(dǎo)致內(nèi)帶電的深層電荷陷阱密度各異。試驗(yàn)研究不僅為航天器介質(zhì)的可靠性設(shè)計(jì)提供依據(jù)，也為選擇介質(zhì)材料或研制新型抗帶電介質(zhì)材料提供依據(jù)。與在靜電場中的帶電不同，電子束福射在向介質(zhì)深層注入電子同時(shí)，會引入所謂“誘導(dǎo)電導(dǎo)率”，反而會減輕內(nèi)帶電程度，因此研究在真空環(huán)境下介質(zhì)材料的內(nèi)帶電程度與電子束輻射強(qiáng)度的關(guān)系對于保證航天器介質(zhì)的可靠性意義重大。
[0003]介質(zhì)材料內(nèi)帶電的深入研究，人們可以進(jìn)一步認(rèn)識影響介質(zhì)表面及內(nèi)帶電充放電的本質(zhì)因素，還可以通過對材料內(nèi)部帶電電荷分布的研究，分析介質(zhì)內(nèi)部及介質(zhì)交界面處的微觀介電現(xiàn)象，探索電子輻照環(huán)境下聚四氟乙烯內(nèi)帶電的機(jī)理，尋找新型的耐電強(qiáng)度高的介質(zhì)材料，提高低氣壓下介質(zhì)材料的耐壓性提供依據(jù)，因此研究電子束輻照環(huán)境下的聚四氟乙烯內(nèi)帶電機(jī)制對于保證航天器介質(zhì)的可靠性具有十分重要的意義。如何測量介質(zhì)材料聚四氟乙烯內(nèi)部帶電的電荷量，是一直困擾研究工作者的一個(gè)測試難題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種電子束輻照聚四氟乙烯帶點(diǎn)測試系統(tǒng)，能夠使聚四氟乙烯介質(zhì)材料內(nèi)部帶電并能測量其所帶電的電荷量，為聚四氟乙烯材料的研究及應(yīng)用以及選取合適的耐電強(qiáng)度高的介質(zhì)材料提供技術(shù)支撐。
[0005]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是:一種電子束輻照聚四氟乙烯內(nèi)帶電測試系統(tǒng)，包括電子束輻照聚四氟乙烯帶電裝置和法拉第筒電量測量裝置，所述電子書輻照聚四氟乙烯帶電裝置包括高能電子槍控制器、第一真空引線接頭、第二真空引線接頭、高能電子槍、真空罐、真空泵、真空計(jì)和金屬工作臺，所述高能電子控制器通過高壓電纜與所述高能電子槍連接，所述高壓電纜通過第一真空引線連接頭固定在所述真空罐的頂部，所述真空罐通過真空管與真空泵密閉連接，所述真空計(jì)通過規(guī)管導(dǎo)線與真空罐連接，所述規(guī)管導(dǎo)線通過第二真空引線接頭固定在所述真空罐的側(cè)壁上，所述金屬工作臺固定連接在所述真空罐內(nèi)側(cè)底部，且位于所述高能電子槍的正下方，所述金屬工作臺上面能放置層狀聚四氟乙烯材料；所述法拉第筒電量測量裝置包括法拉第筒、第三真空引線接頭和電量測試儀，所述電量測試儀的一端通過同軸電纜線與法拉第筒的內(nèi)筒連接，另一端接地，所述同軸電纜線通過第三真空引線接頭固定在所述法拉第筒外筒的側(cè)壁上，所述法拉第筒的外筒底部連接有絕緣支架，且外筒底部與大地連接。
[0006]優(yōu)選的，所述真空罐側(cè)壁設(shè)有觀察窗口，所述觀察窗口安裝有透明有機(jī)玻璃，且鉸接連接，所述透明有機(jī)玻璃上面設(shè)有把手。
[0007]采用上述技術(shù)方案所產(chǎn)生的有益效果在于:可進(jìn)行模擬不同氣壓環(huán)境下電子對聚四氟乙烯內(nèi)帶電電量影響研究，可進(jìn)行聚四氟乙烯內(nèi)帶電的電荷隨時(shí)間變化的規(guī)律研究，可研究低氣壓環(huán)境下介質(zhì)材料的內(nèi)帶電程度與電子束輻射強(qiáng)度的關(guān)系，以及模擬電子束輻照條件下電子致使聚四氟乙烯高壓充放電等相關(guān)【技術(shù)領(lǐng)域】研究工作。分析靜電耦合通道，得到在低氣壓環(huán)境下介質(zhì)材料的內(nèi)帶電程度與電子束輻射強(qiáng)度的關(guān)系表達(dá)式；可以進(jìn)行低氣壓環(huán)境下層狀介質(zhì)材料內(nèi)帶電效應(yīng)影響實(shí)驗(yàn)。為理論研究二次放電能量及其對介質(zhì)材料受電子束輻照充放電特性的影響以及介質(zhì)材料靜電充放電機(jī)理提供實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。同時(shí)對介質(zhì)材料及敏感部件進(jìn)行靜電起電、放電等效實(shí)驗(yàn)，為選取合適的耐電強(qiáng)度高的介質(zhì)材料提供技術(shù)支撐。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]圖1是本發(fā)明中的電子束輻照聚四氟乙烯帶電裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是本發(fā)明中的法拉第筒電量測量裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
其中，I高能電子槍控制器，2高壓電纜，3第一真空引線接頭，4真空罐，5真空泵，6把手，7透明有機(jī)玻璃，8觀察窗口，9真空管，10第二真空引線接頭，11規(guī)管導(dǎo)線，12真空計(jì)，13層狀聚四氟乙烯，14金屬工作臺，15高能電子槍，16法拉第筒外筒，17法拉第筒內(nèi)筒，18絕緣支架，19同軸電纜線，20電量測試儀，21第三真空引線接頭。

【具體實(shí)施方式】
[0009]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
[0010]如圖1所示，本發(fā)明是一種電子束輻照聚四氟乙烯內(nèi)帶電測試系統(tǒng)，包括電子束輻照聚四氟乙烯帶電裝置和法拉第筒電量測量裝置，所述電子書輻照聚四氟乙烯帶電裝置包括高能電子槍控制器1、第一真空引線接頭3、第二真空引線接頭10、高能電子槍15、真空罐4、真空泵5、真空計(jì)12和金屬工作臺14，所述高能電子控制器I通過高壓電纜2與所述高能電子槍15連接，所述高壓電纜2通過第一真空引線連接頭3固定在所述真空罐4的頂部，所述真空罐4通過真空管9與真空泵5密閉連接，所述真空計(jì)12通過規(guī)管導(dǎo)線11與真空罐4連接，所述規(guī)管導(dǎo)線11通過第二真空引線接頭10固定在所述真空罐4的側(cè)壁上，所述金屬工作臺14固定連接在所述真空罐4內(nèi)側(cè)底部，且位于所述高能電子槍15的正下方，所述金屬工作臺14上面能放置層狀聚四氟乙烯13材料，所述真空罐4側(cè)壁設(shè)有觀察窗口8，所述觀察窗口 8安裝有透明有機(jī)玻璃7，且鉸接連接，所述透明有機(jī)玻璃7上面設(shè)有把手6。
[0011]如圖2所示，本發(fā)明所述的法拉第筒電量測量裝置包括法拉第筒、第三真空引線接頭21和電量測試儀20，所述電量測試儀20的一端通過同軸電纜線19與法拉第筒內(nèi)筒17連接，另一端接地，所述同軸電纜線19通過第三真空引線接頭21固定在所述法拉第筒外筒16的側(cè)壁上，所述法拉第筒外筒16底部連接有絕緣支架18，且外筒底部與大地連接。
[0012]本發(fā)明在真空泵5的作用下，真空罐4內(nèi)達(dá)到10_4Pa的大氣壓；高能電子槍控制器I通過高壓電纜2、第一真空引線接頭3使得高能電子槍15達(dá)到指定電壓產(chǎn)生一定速率的電子束；電子束運(yùn)動到層狀聚四氟乙烯材料13上，電子束輻照一定時(shí)間后，關(guān)斷高能電子槍控制器I ;停止真空泵5抽真空，向真空罐充氣使得真空罐4內(nèi)恢復(fù)大氣壓；打開旋轉(zhuǎn)固定把手6，用絕緣夾具取出層狀聚四氟乙烯材料13 ;逐層依次放入法拉第內(nèi)筒17內(nèi)，法拉第內(nèi)筒17感應(yīng)到單層聚四氟乙烯材料13所帶電壓；電壓通過同軸電纜線19、第三真空引線接頭21傳輸?shù)诫娏繙y試儀20上；經(jīng)過電量測試儀20內(nèi)部換算，將電壓信號轉(zhuǎn)換成材料所帶電荷量通過電量測試儀20測得。通過該套裝置能夠進(jìn)行低氣壓環(huán)境下介質(zhì)材料聚四氟乙烯內(nèi)帶電電荷的電量測量實(shí)驗(yàn)，從而建立低氣壓環(huán)境下介質(zhì)阻擋材料的內(nèi)帶電隨時(shí)間和氣壓變化規(guī)律；得到在低氣壓環(huán)境下介質(zhì)材料的內(nèi)帶電程度與電子束輻射強(qiáng)度的關(guān)系表達(dá)式；可以進(jìn)行低氣壓環(huán)境下層狀介質(zhì)材料內(nèi)帶電效應(yīng)影響實(shí)驗(yàn)。通過該裝置能夠較為全面的掌握低氣壓環(huán)境下聚四氟乙烯受電子束輻照的內(nèi)帶電情況，解決聚四氟乙烯內(nèi)帶電測試技術(shù)的問題以及解決低氣壓環(huán)境下電子束輻照對聚四氟乙烯內(nèi)帶電電荷量影響問題，為聚四氟乙烯內(nèi)帶電程度及其與電子束輻射強(qiáng)度的關(guān)系問題提供理論與技術(shù)支撐。
【權(quán)利要求】
1.一種電子束輻照聚四氟乙烯內(nèi)帶電測試系統(tǒng)，其特征在于:包括電子束輻照聚四氟乙烯帶電裝置和法拉第筒電量測量裝置，所述電子書輻照聚四氟乙烯帶電裝置包括高能電子槍控制器(I)、第一真空引線接頭(3)、第二真空引線接頭(10)、高能電子槍(15)、真空罐(4)、真空泵(5)、真空計(jì)(12)和金屬工作臺(14)，所述高能電子控制器(I)通過高壓電纜(2)與所述高能電子槍(15)連接，所述高壓電纜(2)通過第一真空引線連接頭(3)固定在所述真空罐(4)的頂部，所述真空罐(4)通過真空管(9)與真空泵(5)密閉連接，所述真空計(jì)(12)通過規(guī)管導(dǎo)線(11)與真空罐(4)連接，所述規(guī)管導(dǎo)線(11)通過第二真空引線接頭(10)固定在所述真空罐(4)的側(cè)壁上，所述金屬工作臺(14)固定連接在所述真空罐(4)內(nèi)側(cè)底部，且位于所述高能電子槍(15)的正下方，所述金屬工作臺(14)上面能放置層狀聚四氟乙烯(13)材料；所述法拉第筒電量測量裝置包括法拉第筒、第三真空引線接頭(21)和電量測試儀(20)，所述電量測試儀(20)的一端通過同軸電纜線(19)與法拉第筒內(nèi)筒(17)連接，另一端接地，所述同軸電纜線(19)通過第三真空引線接頭(21)固定在所述法拉第筒外筒(16)的側(cè)壁上，所述法拉第筒外筒(16)底部連接有絕緣支架(18)，且外筒與大地連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電子束輻照聚四氟乙烯內(nèi)帶電測試系統(tǒng)，其特征在于:所述真空罐(4)側(cè)壁設(shè)有觀察窗口(8)，所述觀察窗口(8)安裝有透明有機(jī)玻璃(7)，且鉸接連接，所述透明有機(jī)玻璃(7)上面設(shè)有把手(6)。
【文檔編號】G01R29/24GK104360176SQ201410662496
【公開日】2015年2月18日 申請日期:2014年11月19日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月19日
【發(fā)明者】曹鶴飛, 孫永衛(wèi), 蘇銀濤, 楊潔, 原青云, 劉浩, 蒙志成, 熊久良 申請人:中國人民解放軍軍械工程學(xué)院