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可溶性聚四氟乙烯介质深层充放电现象

    可溶性聚四氟乙烯介质深层充放电现象是诱发航天器异常故障的重要因素之一分析了高能电子辐射下可溶性聚四氟乙烯介质内部电荷沉积、能量沉积特性和电导特性,考虑了真空与可溶性聚四氟乙烯介质界面电荷对电场分布的影响,建立了可溶性聚四氟乙烯介质二维深层充电的物理模型,并基于有限元方法实现了数值计算.计算了高能电子辐射下可溶性聚四氟乙烯的深层充电特性.结果表明:真空环境下,可溶性聚四氟乙烯介质的表面存在较弱的反向电场,随着可溶性聚四氟乙烯介质深度增大,电场减小至零,随后逐渐增大,最大值出现在靠近接地附近,但在接地点,电场存在小幅降低.分析了不同辐射时间下(1h, 1d, lOd和30 d),可溶性聚四氟乙烯介质内部最大电位和最大电场的时空演变特性.随着辐射时间的增加,最大电位山一128 V增加至一7.9 x 104 V,最大电场山2.83 x 105 V}m-1增加至1.76 x lOg V}m-1.讨论了入射电子束流密度对最大电场的影响,典型空间电子环境(1 x 10-10 A}m-2)下,电子辐照lOd时,可溶性聚四氟乙烯介质内部最大电场为2.95 x 106 V}m-1.而恶劣空间电子环境(2 x 10-g A}m-2)下,电子辐射42 h,可溶性聚四氟乙烯介质内部最大电场即达到lOg V}m-1,超材料击穿阂值(约为lOg V}m-1),极易发生放电现象.该物理模型和数值方法可以作为航天器复杂部件多维电场仿真的研究基础。www.tianjiexiangsu.com

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