國之重器出版工程：衛星充放電效應基礎理論（簡體書）

本書全面系統地介紹了衛星充放電效應的相關理論，包括與衛星充放電相關的空間環境、材料特性、充放電機理過程等內容。全書共分8章，第1章介紹了充放電效應的基本概念及危害；第2、3章介紹了與充放電相關的空間環境模型及材料特性；第4、5章分別討論了表面充電模型和介質內部充電模型；第6章介紹了衛星充放電誘發的放電機理及過程；第7、8章分別針對高壓帶電及微流星帶電問題進行了討論。
本書適合航天領域的工程技術及研究人員使用參考，也可供高校相關專業的師生閱讀。

第1章 充放電效應的基本概念 001

1．1 衛星充放電的概念 003

1．1．1 充放電的相關基本概念 003

1．1．2 充放電過程的影響因素 011

1．2 衛星充放電效應的危害及造成的故障 013

第2章 典型的空間充電環境及模型 019

2．1 磁層等離子體環境 021

2．1．1 磁層等離子體 022

2．1．2 GEO空間等離子體環境監測數據 026

2．1．3 國內外航天器設計過程中採用的地球同步軌道等離子體

環境參數 036

2．2 地球輻射帶高能電子環境 040

2．2．1 地球輻射帶 041

2．2．2 內輻射帶 045

2．2．3 外輻射帶 046

2．2．4 輻射帶高能帶電粒子環境模型 048

2．3 電離層等離子體環境 057

2．3．1 D層 058

2．3．2 E層 059

2．3．3 F1層 059

2．3．4 F2層 059

2．4 極光沉降電子環境 064

2．4．1 極軌環境的特點 064

2．4．2 極光沉降電子模型 068

2．5 太陽風 073

2．6 銀河宇宙線（GCR）太陽宇宙線（SCR）高能質子 086

2．6．1 銀河宇宙線（GCR） 086

2．6．2 太陽宇宙線（SCG） 088

第3章 與充放電相關的材料特性 095

3．1 二次電子 096

3．1．1 二次電子發射理論 096

3．1．2 二次電子發射係數 100

3．2 背散射電子 107

3．2．1 背散射電子理論 108

3．2．2 背散射電子發射係數 112

3．3 光電子 114

3．3．1 光電發射理論 114

3．3．2 光電子發射係數 115

3．4 材料的電導率 118

3．4．1 介質材料電導的微觀機理 118

3．4．2 介質材料電導的宏觀特性 131

3．5 材料的介電常數 134

第4章 表面充電模型 139

4．1 電流收集理論 140

4．1．1 朗繆爾探針 140

4．1．2 空間帶電粒子的軌道限制理論 141

4．1．3 柴爾德-朗繆爾空間電荷限制理論 142

4．1．4 不同形狀表面電流收集 143

4．1．5 玻耳茲曼排斥電流 144

4．2 充電電流平衡的表面充電模型 146

4．2．1 表面充電的電流平衡方程模型 146

4．2．2 帶電的面積效應 151

4．2．3 勢壘效應 153

4．3 低軌道太陽電池陣誘發的絕對充電 158

4．3．1 低軌道太陽電池陣誘發的絕對充電 158

4．3．2 低軌道太陽電池陣電流收集增強效應 163

4．4 尾區帶電 167

4．5 電推進誘發的充放電 175

4．6 多體相互作用帶電 180

4．7 感生充電 184

第5章 介質內部充電模型 187

5．1 高能帶電粒子與材料相互作用的過程 188

5．1．1 材料中高能粒子的穿透特性 188

5．1．2 高能電子輻射下的電荷沉積及電荷輸運模型 191

5．1．3 材料中的電荷沉積與能量沉積分佈 193

5．2 材料輻射誘導電導率模型 197

5．2．1 高能電子輻照下的介質輻射誘導電導特性 198

5．2．2 強場作用下電介質材料的非線性電導機理與模型 208

5．3 介質內部充電模型及特性 210

第6章 衛星空間放電機理 215

6．1 放電擊穿的基本理論 216

6．1．1 湯生放電理論 216

6．1．2 流注放電理論 219

6．1．3 固體擊穿理論 229

6．2 典型的空間靜電放電的類型及電荷轉移模式 243

6．2．1 空間靜電放電的類型 243

6．2．2 空間靜電放電的電荷轉移模式 244

6．3 表面擊穿放電 245

6．3．1 真空沿面閃絡放電 245

6．3．2 介質材料組合放電 247

6．3．3 金屬-介質結構材料放電 251

6．3．4 表面放電的一些規律 253

6．4 介質深層帶電擊穿 255

6．4．1 高電場雪崩電離 255

6．4．2 Mott轉變 256

6．4．3 Poole-Frankel強電場效應 257

6．4．4 齊納擊穿 258

6．4．5 放電電流估算 259

第7章 高壓大功率部件充放電機理 261

7．1 高壓太陽電池的二次放電機理 263

7．1．1 LEO軌道高壓太陽電池陣充放電過程 264

7．1．2 GEO軌道高壓太陽電池陣充放電過程 271

7．1．3 高壓太陽電池陣二次放電模式 275

7．2 高壓大功率部件內帶電機理 282

7．2．1 高工作電壓與高能電子共同作用下的介質內部電場分佈 282

7．2．2 高能電子輻射下SADA部件內部充電特性 287

第8章 流星體撞擊誘發的衛星充放電問題 299

8．1 流星體的基本概念及速度 300

8．2 流星體誘發的衛星帶電問題 303

參考文獻 310

索引 314