介質材料形狀對表面電位衰減特性的影響

代銀松， 張希軍， 原青云， 范亞杰

(陸軍工程大學石家莊校區靜電與電磁防護研究所, 河北 石家莊 050003)

航天器的設計組裝會涉及到介質材料的選取，在空間等離子體作用下不同形狀的介質材料具有不同的帶電特性，而航天器介質表面的電荷積累有可能產生嚴重的靜電放電危害[1-4]。目前，研究者對航天器介質材料的帶電行為進行了大量的地面模擬研究[5-9]，如：蘇泉圣[6]系統地研究了介質材料的形狀、面積和厚度對介質材料充電速率和平衡電位的影響規律，得出平衡電位隨著材料厚度和面積的變大而上升，且受形狀的影響；李得天[7]研究了介質材料面積對表面充放電的影響，得出形狀、厚度和接地結構等因素對充電特性的影響規律。文獻[10-14]的作者通過電暈充電向圓形介質材料表面注入電子的方法，研究了材料表面電位衰減規律，得出介質材料表面電荷的消散主要受表面電導率的影響，但未研究介質材料表面電位衰減過程中形狀對泄漏電流的影響。根據文獻[6]研究結果及介質材料的表面電荷衰減機理可以推斷，介質材料形狀很可能影響介質表面電位衰減特性。

為了揭示介質材料形狀對表面電位衰減的影響機理，深入研究介質材料在充電過程中形狀對充電平衡電位的影響，筆者通過模擬空間環境下介質材料的充電過程，使不同形狀的介質材料帶有相同的電位，然后利用非接觸式電位計監測介質材料表面電位的衰減情況，分析材料形狀對介質材料表面電位衰減的影響機制，以期為航天器介質材料的帶電防護提供參考。……