Способ измерения пространственного заряда в твердых диэлектриках

 

СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ПРОСТРАНСТВЕННОГО ЗАРЯДА ВТВЕРДЫХ ДИЭЛЕКТРИКАХ , включающий высокоэнергетичную инжекцию в (диэлектрик заряжен-ных частиц и возбуждение в нем акустических колебаний, отличающийся тем, что, с целью упрощения процесса измерения и повышения быстродействия, акустические колебания возбуждают импульсным пучком заряженных частиц, измеряют амплитуды акустических колебаний до и после образования пространственного заряда Q и определяют его величину по формуле О k(MS - 1) иаТ) где Uo,

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦЙАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

„„SU„„1167545 A (g))y G 01 R 29/24

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCH05hY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

«

1 тических колебаний, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью упрощения процесса измерения и повышения быстродействия, акустические колебания возбуждают импульсным пучком заряженных частиц, измеряют амплитуды акустических .колебаний до и после образования пространственного заряда Q и определяют его величину по формуле

Q = 1с(— 1), П „О) где U „(0) и Пдк(Q) (21) 3613715/24-21 (22) 29.06.83 (46) 15.07.85. Бюл. Р 26 (72) В.Л. Уваров, Г.Н. Протасюк и Б.И. Моисеенко (53) 621. 317. 3 (088. 8) (56) 1. Соловьев Ю.А., Ягушкин Н.И. Измерение объемного заряда в диэлектриках, облучаемых импульсным пучком электронов. ПТЭ, М 3 с. 194, 1982..

2. Розно А. Г., Громов В.В. Изме-. рение плотности распределения объемного заряда в твердых диэлектриках.

Письма в ЖТФ, т. 5. К 11, с. 648, 1979 (прототип). (54) (57) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ПРОСТРАНСТВЕННОГО ЗАРЯДА В ТВЕРДЫХ ДИЭЛЕКТРИКАХ, включающий высокоэнергетичную инжекцию в диэлектрик заряженных частиц и возбуждение в нем акусамплитуды акустических колебаний до и после образования пространственного заряда;коэффициент пропорциональности.

Изобретение относится к способам исследования пространственного заряда в твердых диэлектриках, образованного в результате облучения диэлектрика пучком заряженных частиц 5 (высокоэнергетичная инжекция заряда), и может быть использована в радиацион- . ном электроматериаловедении, радиационном электроматериаловедении, радиационной акустике, физике диэлектриков. 1Р

Известен способ измерения потенциала прбстранственного заряда (ПЗ) в твердых диэлектриках, основанный на измерении зависимости коэффициента прохождения частиц радионуклида, 15 предварительно внесенного в объем диэлектрика, от потенциала ПЗ (1J.

Недостатками способа являются возможность применения его лишь в специально подготовленных образцах 2р (содержащих радионуклид), сравнительно низкая временная разрешающая способность.

Наиболее близким к предлагаемому является способ измерения пространственного заряда в твердых диэлектриках, включающий высокоэнергетическую инжекцию в диэлектрик заряженных частиц и возбуждение в нем акустических колебаний. При этом акусти- ЗР ческие.колебания возникают в результате воздействия на одну из пластин емкостью датчика, между которыми размещают исследуемый диэлектрик, мощным коротким импульсом лазерного З5 излучения, по величине ПЗ судят по току во внешней цепи (2 7, Недостатками известного способа являются сложность процесса измерения и низкое быстродействие, связан- щ ные с необходимостью использования лазерной установки, что не позволяет вести непрерывную диагностику ПЗ в процессе его образования.

Цель изобретения — упрощение про- д5 цесса измерений и повышение быстродействия.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу измерения пространственного заряда в твердых ди- 5р электриках, включающему высокоэнергетическую инжекцию в диэлектрик заряженных частиц и возбуждение в нем акустических колебаний, акусти- . ческие колебания возбуждают импуль- 55 сным пучком заряженных частиц, измеряют амплитуды акустических колебаний до и после образования простран45 2 ственного заряда и определяют его величину по формуле

0 k (О где U „(0) и U«(Q) — амплитуды акустических колебаний до и после образования пространственного заряда; — коэффициент пропорциональности.

На чертеже представлено устройство для реализации предлагаемого способа.

Устройство содержит исследуемый образец 1, выполненный, например, из оргстекла и сопряженный со эву-. ководом 2..К звуководу 2, служащему для удаления измерительной схемы из эоны облучения, примыкает акустический датчик 3, выполненный, например, иэ пьезокерамики и через усилитель 4 низкой частоты соединенный с осциллографом 5. Для акустического согласования желательно испольэовать звуковод, выполненный из того же материала, что и исследуемый диэлектрик.

При облучении диэлектрического образца импульсным пучком ускоренных электронов в области взаимодействия за счет ее импульсного термоупругого расширения возбуждаются радиационно-акустические колебания, которые передаются по эвуководу 2, преобразуются акустическим датчиком

3 в электрический сигнал, усиливаются и регистрируются с помощью осциллографа 5.

Для осуществления способа необходимо зарегистрировать амплитуду колебаний в начальный момент, когда

ПЗ, инжектированный пучком, пренебрежимо мал, и спустя заданное время инжекции, когда напряженность поля ПЗ становится сопоставимой с величиной ионизационных потерь частиц в диэлектрике на единицу длины торможения. По приращению амплитуды радиационно-акустических колебаний определяют величину ПЗ.

Определение коэффициента К (калибровка) может быть произведено эмпирически, например, путем выведения ПЗ на внешнюю емкость при стимуСоставитель Е. Плужникова

Техред N.Êóçüìà

Корректор M. Розман

Редактор В ° Ковтун заказ 4432/44 Тираж 748

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 з 11á7545 4 лированном электрическом пробое ди посредственно сопровождающем процесс

4 электрика или расчетным путем. импульсной инжекции заряда.

Быстродействие способа определяется временем заполнения акустического Таким образом, изобретение позвоеэонатора (исследуемого образца и . ляет оперативно производить Диагносэвуковода) и составляет 10 с, что тику зарядового состояния в твердых заметно превышает быстродействие из- диэлектриках непосредственно в провестных способов. Также упрощается цессе инжекции в них пространственпроцесс измерения. ного заряда, что значительно расшиСледует отметить, что в отличие 1О ряет диапазон исследований в области от традиционных способов измерения радиационного электроматериаловедепространственного заряда, предлага- ния, радиационной акустики, а также емое решение не связано с каким-либо позволяет создать новую диагностидополнительным воздействием на ди- ческую методику в физике диэлектриэлектрик, а основано на эффекте, не-. 1 ков.