[發明專利]一種真空中采用場致發射制造帶電污染物的裝置及方法

有效

• 申請號: 201110320858.2
• 申請日: 2011-10-20
• 公開（公告）號: CN102431660A
• 公開（公告）日: 2012-05-02
• 發明（設計）人: 郭興;王鹢;楊生勝;楊青;莊建宏;李存惠;薛玉雄;姚日劍;顏則東;孔風連
• 申請（專利權）人: 中國航天科技集團公司第五研究院第五一〇研究所
• 主分類號: B64G7/00
• 分類號: B64G7/00
• 代理公司: 北京理工大學專利中心 11120
• 代理人: 楊志兵;李愛英

1.一種真空中采用場致發射制造帶電污染物的裝置，其特征在于：所述裝置包括加速極真空過壁、放電極真空過壁、真空插頭(3)、真空法蘭(4)、放電極夾具(5)、鎢絲(6)、加速極連接桿(7)、抽真空系統(8)、出氣蓋(9)、加熱臺(10)、固定架(11)、真空室(12)、加速極支撐臺(13)、加速極(14)、陶瓷件(16)、加速極柵網(17)、電纜緊固螺釘(18)，以及外圍設備溫控系統、放電極電源、加速極電源；

其中，將真空法蘭(4)作為真空室頂部，加速極真空過壁、放電極真空過壁、真空插頭(3)分別安裝于真空法蘭(4)上；鎢絲(6)底端插入放電極夾具(5)，并將放電極夾具(5)固定到放電極真空過壁上；放電極夾具(5)和鎢絲(6)在真空室(12)內部；鎢絲(6)頂端為尖端；

在真空室(12)內部設有固定架(11)；

在真空室(12)內部，加速極(14)為中間有凹槽的圓盤形，加速極(14)底部中心開有通孔，通孔上表面固定有加速極柵網(17)；在加速極(14)邊緣凸起上部固定有陶瓷件(16)；電纜緊固螺釘(18)位于加速極(14)側壁；

在真空室(12)內部，加速極(14)安放在加速極支撐臺(13)上，加速極支撐臺(13)通過加速極連接桿(7)固定在固定架(11)上，在加速極支撐臺(13)與加速極柵網(17)正對的位置開有一個通孔，鎢絲(6)位于加速極(14)上方，且鎢絲(6)的尖端與加速極(14)的通孔正對；

在真空室(12)內部，加熱臺(10)位于加速極支撐臺(13)下方，加熱臺(10)朝向鎢絲(6)的一面安有出氣蓋(9)，加熱臺(10)固定在固定架(11)上；

抽真空系統(8)在真空室(12)外通過管道與真空室(12)連接；

外圍設備溫控系統、放電極電源、加速極電源均位于真空室(12)外部；溫控系統通過導線穿入真空插頭(3)與加熱臺(10)連接；放電極電源通過導線穿入放電極真空過壁與鎢絲(6)底端連接；加速極電源通過導線穿入加速極真空過壁與電纜緊固螺釘(18)連接；

其中，所述鎢絲(6)的尖端部分直徑＜10μm。

2.如權利要求1所述的一種真空中采用場致發射制造帶電污染物的裝置，其特征在于：加熱臺(10)的出氣蓋(9)到真空法蘭(4)底部的垂直距離≥120mm；出氣蓋(9)到真空室(12)底部的垂直距離＞200mm。

3.如權利要求1所述的一種真空中采用場致發射制造帶電污染物的裝置，其特征在于：加速極(14)底部到真空法蘭(4)底部的垂直距離為50～60mm；加速極(14)底部到出氣蓋(9)中心線的垂直距離為50mm～150mm。

4.如權利要求1所述的一種真空中采用場致發射制造帶電污染物的裝置，其特征在于：鎢絲(6)尖端到出氣蓋(9)的水平距離為20mm～150mm。

5.一種真空中采用場致發射制造帶電污染物的方法，采用如權利要求1所述的一種真空中采用場致發射制造帶電污染物的裝置，其特征在于：所述方法具體步驟如下：

步驟一、將樣品放入樣品容器中，將樣品容器裝入加熱臺(10)，蓋上出氣蓋(9)，連接裝置；

步驟二、開啟抽真空系統(8)對真空室(12)抽真空，至真空室(12)內壓強≤7×10^-3Pa；

步驟三、開啟溫控系統，設定樣品加熱溫度為室溫～125℃；

步驟四、開啟放電極電源，設置偏置電壓為-3000～12000V；

步驟五、開啟加速極電源，設置加速極偏壓為+1000～+60000V，通過加速極柵網(17)定向加速電子，使電子與樣品的出氣產物相互作用30～60min，形成帶電污染物；

其中，步驟一所述樣品為航天器外部用非金屬材料；樣品容器為金屬或玻璃敞口容器。