一種連續能譜電子源的制造裝置制造方法及圖紙

本發明專利技術涉及一種連續能譜電子源的制造裝置，屬于空間應用技術領域。所述裝置為在電子槍下施加一個電子束散射薄膜，所述薄膜為一面鍍有鋁層，另一面鍍有同心銀環的Kapton薄膜；實際使用時，將裝有所述電子束散射薄膜的鋁盤和電子槍安裝在真空室內，通過導線將鋁盤接地；給真空室抽真空至10-4Pa，開啟電子槍，使電子槍發射單能電子束，所述單能電子束穿過電子束散射薄膜后，得到具有連續能譜的電子束。能夠比較真實的模擬空間電子環境，適用于衛星表面充放電實驗的使用。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種連續能譜電子源的制造裝置，屬于空間應用

技術介紹
地球同步軌道(GEO)空間等離子體環境會對飛行器表面材料充電，從而引起空間靜電放電(SESD)，造成敏感電子系統的干擾以及非指令性開關等事件。而鑒定空間材料帶電效應的最有效的方法就是地面模擬空間實際環境，進行地面模擬試驗對衛星空間使用材料進行評價。GEO存在的是連續能譜的電子環境，而地面模擬試驗中使用的多是單能電子槍。在軌數據表明:采用單能電子槍的模擬試驗與真實在軌的監測數據存在著較大的差別。例如，SCATHA衛星和DSP衛星的在軌數據表明，實際空間靜電放電的發生時間和地面模擬試驗并不一致。文獻“Electron-beam-charged dieIectrics-1nternal charge distribution”石開究表明，其主要是由于入射電子能譜不同，材料內部的電場強度存在差別導致了地面試驗和空間在軌實際情況的差別。當一束能量為數十keV的單能電子束照射到金屬靶時，將會有20% 30%的電子被散射，剩下的部分電子將穿透金屬或停留在金屬內不同的位置。如果金屬的厚度足夠薄，部分電子將完全穿透金屬并產生能量衰減。因此，利用這個現象可將單能電子束變成連續能譜的電子束。因此，為了準確評價帶電效應，有必要發展一種更接近空間實際環境的、連續能譜的電子源。
技術實現思路
本專利技術提供了一種連續能譜電子源的制造裝置，具體為在電子槍下施加一個電子束散射薄膜，電子槍產生的電子在穿過薄膜后發生散射和能量損失過程，將單能電子束變為連續能譜的電子束。為實現上述目的，本專利技術的技術方案如下:一種連續能譜電子源的制造裝置，所述裝置為在電子槍下施加一個圓形的電子束散射薄膜，薄膜一面鍍有同心銀環，另一面鍍有鋁層，電子槍發射端與薄膜鍍有同心銀環的一面相對，所述薄膜為聚酰亞胺(Kapton)薄膜。優選所述同心銀環為一層或一層以上，在同一個銀環的不同層之間，寬度從下往上依次遞減。優選在鋁盤上開設通孔，在通孔中安裝所述電子束散射薄膜，并將鋁盤安裝在單能電子槍的外加速柵極正下方，電子槍發射端與同心銀環的中心相對，同時將鋁盤接地。優選所述鋁盤上開設通孔的直徑為50mm，所述電子槍發射端到電子束散射薄膜的距離為50_。優選所述Kapton薄膜直徑為50mm,厚7.5μ ηι;招層厚IOOnm ;所述同心銀環寬10mm，厚0.2μπι，相鄰兩同心銀環之間的距離為1mm，與薄膜相接觸的同心銀環寬度為IOmm0優選所述電子槍包括正電極、負電極、燈絲、陶瓷環、加速極和球面金屬網；其中，正負電極位于電子槍頂部，并在正負電極之間安裝燈絲；通過陶瓷環將連有燈絲的正負電極與加速極固定連接，加速極下方固定球面金屬網，使燈絲發射的電子束依次通過陶瓷環、加速極和球面金屬網后射出；優選所述電子槍輻射的電子束能量為O 50KeV，束流密度為InA/cm2 20 μ A/cm2 ；實際使用時，將裝有所述電子束散射薄膜的鋁盤和電子槍安裝在真空室內，通過導線將鋁盤接地；給真空室抽真空至10_4Pa，開啟電子槍，使電子槍發射單能電子束，所述單能電子束穿過電子束散射薄膜后，得到具有連續能譜的電子束。有益效果本專利技術提供了一種連續能譜電子源的制造方法，將電子槍發射的單能電子束能譜變為具有連續能譜的電子束，能夠比較真實的模擬空間電子環境，適用于衛星表面充放電實驗的使用。附圖說明圖1為本專利技術所述的電子束散射薄膜和電子槍的結構示意圖。圖2為電子束散射薄膜的俯視圖。圖3為電子束散射薄膜的剖面圖。圖4為實施例得到的電子槍的能量與電流密度的關系曲線圖。其中，1-正電極、2-負 電極、3-燈絲、4-陶瓷環、5-加速極、6_球面金屬網、7_裝有電子束散射薄膜的鋁盤、8-同心銀環、9-Kapton薄膜。具體實施方式如圖1所示的一種連續能譜電子源的制造裝置，所述裝置為在電子槍下施加一個電子束散射薄膜，所述薄膜為一面鍍有鋁層，另一面鍍有同心銀環8的Kapton薄膜9 ;所述Kapton薄膜9直徑為50mm,厚7.5 μ m ;招層厚IOOnm ;所述同心銀環寬IOmm,厚0.2 μ m,相鄰兩同心銀環8之間的距離為Imm ；所述同心銀環8為一層或一層以上，在同一銀環的不同層之間，寬度從下往上依次遞減，最下面一層的同心銀環寬度為IOmm ；在一塊300 X 300mm的鋁盤上開一個直徑為50mm的孔，在孔上安裝所述電子束散射薄膜，并將鋁盤安裝在單能電子槍的外加速柵極正下方，同時將鋁盤接地。所述電子槍包括正電極1、負電極2、燈絲3、陶瓷環4、加速極5和球面金屬網6 ；其中，正負電極位于電子槍頂部，并在正負電極之間安裝燈絲3 ;通過陶瓷環4將連有燈絲3的正負電極與加速極5固定連接，加速極5下方固定球面金屬網6，使燈絲3發射的電子束依次通過陶瓷環4、加速極5和球面金屬網6后射出；電子槍發射端到電子束散射薄膜的距離為50mm。所述裝置的裝配過程如下:單能電子槍制作:電子槍制作材料為黃銅，分上下兩部分。上部分為電子槍陰極，圓柱形結構，中空，內部放置電子槍燈絲3，燈絲3 —端與陰極連接，另一端為輔助極，通過陶瓷環4從陰極連出并與陰極絕緣。陰極下底開口，使燈絲3發射的電子流可以從中間的開口處射出。電子槍下部為環狀結構的加速極5，加速極5下部接球面金屬網6。電子槍上下兩部分通過陶瓷環4連接。使用過程中，給電子槍的加速柵極施加O 50KeV的高壓，并且保持發射的單能電子束的束流密度范圍為InA/cm2 20 μ A/cm2。散射薄膜制作:在一塊300X300mm鋁盤上開一個50mm直徑的孔，在孔上安裝7.5 μ m厚的鍍銀Kapton薄膜9，并將裝有電子束散射薄膜的鋁盤7安裝在單能的電子槍的外加速柵極正下方50mm處。為了使產生的電子束能譜更接近實際的GEO空間電子環境，需在7.5 μ m厚的鋁化Kapton上鍍銀膜，鍍銀工藝采用濺射鍍膜法，鍍銀的形狀為IOmm寬0.2μπι厚的銀條紋，條紋完全采用疊加的覆蓋方式，每個條紋之間的間距為1mm，其結構如圖2所示。因此，0.4μπι厚和0.2 μ m厚的銀條紋分別覆蓋了 75%和17%的散射薄膜的總面積，剩下的8%的面積為鍛招的Kapton基底。電子槍的束流和能量監測:采用法拉第筒和阻滯勢分析儀相結合的方法對電子槍的能譜和束流密度進行監測，監測結果如圖4所示，說明將電子槍發射的單能電子束能譜變為具有連續能譜的電子束。綜上所述，以上僅為本專利技術的較佳實施例而已，并非用于限定本專利技術的保護范圍。凡在本專利技術的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本專利技術的保護范圍之內。 ·本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種連續能譜電子源的制造裝置，其特征在于：所述裝置為在電子槍下施加一個圓形的電子束散射薄膜，薄膜一面鍍有同心銀環（8），另一面鍍有鋁層，電子槍發射端與薄膜鍍有同心銀環（8）的一面相對，所述薄膜為Kapton薄膜（9）。

【技術特征摘要】
1.一種連續能譜電子源的制造裝置，其特征在于:所述裝置為在電子槍下施加一個圓形的電子束散射薄膜，薄膜一面鍍有同心銀環(8)，另一面鍍有鋁層，電子槍發射端與薄膜鍍有同心銀環(8)的一面相對，所述薄膜為Kapton薄膜(9)。2.根據權利要求1所述的一種連續能譜電子源的制造裝置，其特征在于:所述同心銀環(8)為一層或一層以上，在同一個銀環的不同層之間，寬度從下往上依次遞減。3.根據權利要求1或2所述的一種連續能譜電子源的制造裝置，其特征在于:在鋁盤上開設通孔，在通孔中安裝所述電子束散射薄膜，并將鋁盤安裝在單能電子槍的外加速柵極正下方，電子槍發射端與同心銀環(8)的中心相對，同時將鋁盤接地。4.根據權利要求3所述的一種連續能譜電子源的制造裝置，其特征在于:所述鋁盤上開設通孔的直徑為50mm，所述電子槍發射端到電子束散射薄膜的距離為50mm。5.根據權利要求1或2所述的一種連續能譜電子源的制造裝置，其特...

【專利技術屬性】
技術研發人員：湯道坦，李得天，楊生勝，秦曉剛，李存惠，柳青，
申請(專利權)人：蘭州空間技術物理研究所，
類型：發明
國別省市：