二次電子發(fā)射系數(shù)測控系統(tǒng)軟硬件設計.pdf

1、目前，有關材料二次電子發(fā)射現(xiàn)象的研究引起了人們越來越多的重視。因為二次電子發(fā)射特性不僅是決定航天器可靠性、安全性和工作壽命的重要因素，同時也對真空電子器件的性能有著重要的影響，因此快速精準測量靶材的二次電子發(fā)射特性對各類真空電子器件和航天器表面材料的評估、設計和性能提高都有著重要意義。
　　根據(jù)材料的性質不同，二次電子發(fā)射系數(shù)測量可分為對金屬材料二次電子發(fā)射系數(shù)的測量和對絕緣體材料二次電子發(fā)射系數(shù)的測量。金屬材料因其良好的導電性，

2、二次發(fā)射系數(shù)測量方法目前比較成熟，研究的資料比較豐富。相對來說，絕緣材料由于其導電性差，一次電子轟擊靶材后，會導致絕緣靶材表面有積累電荷產(chǎn)生，引起表面電勢的變化，從而導致測量誤差。所以，目前關于如何準確測量絕緣材料在不同負高壓電子轟擊下二次電子發(fā)射系數(shù)并沒有完美的解決方案。
　　鑒于此，課題創(chuàng)造性地提出了三槍法二次電子發(fā)射系數(shù)測量方案，完美解決了絕緣材料表面積累電荷清除技術難題，實現(xiàn)了二次電子發(fā)射系數(shù)完整曲線的快速精準測量；提出了

3、電子束切割采樣方案，獲得了均勻性很好的一次電子束流，實現(xiàn)了一次電子電流和二次電子電流的同步測量，避免了一次電子束波動對測量精度的影響；研究了二次電子收集技術方案，實現(xiàn)了對待測材料表面出射電子的全收集；研制出了亞微安電流的脈沖微小電流電子槍，減小了絕緣體表面的電位變化幅度，提高了測量精度；研制出了脈沖微電流積分放大器，實現(xiàn)了對電子束電荷量的相對測量。為了解決目前不能對二次電子發(fā)射系數(shù)進行快速測量的難題，課題對一款采集卡系統(tǒng)PCI-2501

4、6E進行了二次開發(fā)，設計出采集軟件，能自動對測量電子槍在不同負高壓下靶材的二次電子發(fā)射系數(shù)進行實時研究和分析，并將采集數(shù)據(jù)通過圖形化界面顯示出來。通過軟件快速自動采集的數(shù)據(jù)，驗證了測量系統(tǒng)設計的正確性，并探究了電流比 k值和電子束流、收集極電壓、測量電子槍柵極電壓等諸多因素的關系，從而找出測量系統(tǒng)最佳工作參數(shù)。最后以玻璃片為靶材進行了實例測量，對實驗數(shù)據(jù)進行擬合，最終求得玻璃片?與負高壓v之間的關系式。
　　總之，課題建立的二次電