Способ измерения пространственного заряда в твердых диэлектриках

11675Изобретение 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. 1 ОИзвестен способ измерения потенциала пространственного заряда (ПЗ) в твердых диэлектриках, основанный на измерении зависимости коэффициента прохождения частиц радионуклида, 15 предварительно внесенного в объем . диэлектрика, от потенциала ПЗ 1.Недостатками способа являются возможность применения его лишь в специально подготовленных образцах 20 (содержащих радионуклид), сравнительно низкая временная разрешающая способность.Наиболее близким к предлагаемомуявляется способ измерения пространственного заряда в твердых диэлектриках, включающий высокоэнергетическуюинжекцию в диэлектрик заряженныхчастиц и возбуждение в нем акустических колебаний. При этом акустические.колебания возникают в результате воздействия на одну из пластинемкостью датчика, между которыми размещают исследуемый диэлектрик, мощным коротким импульсом лазерного З 5излучения, по величине ПЗ судят потоку во внешней цепи 2 3,Недостатками известного способаявляются сложность процесса измерения и низкое быстродействие, связанные с необходимостью использованиялазерной установки, что не позволяет вести непрерывную диагностику ПЗв процессе его образования,Цель изобретения - упрощение процесса измерений и повышение быстродействия.Поставленная цель достигается тем,что согласно способу измерения пространственного заряда в твердых диэлектриках, включающему высокоэнергетическую инжекцию в диэлектрикзаряженных частиц и возбуждение внем акустических колебаний, акусти-,ческие колебания возбуждают импульсным пучком заряженных частиц, измеряют амплитуды акустических колебаний до и после образования простран 45 2ственного зарядаи определяют его величину по формуле где Бс,(0) и ц (Я) - амплитуды акустических колебаний до и послеобразования пространственногозаряда;- коэффициентпропорциональности.На чертеже представлено устройство для реализации предлагаемогоспособа,Устройство содержит исследуемыйобразец 1, выполненный, например,из оргстекла и сопряженный со эву-.ководом 2 К звуководу 2, служащемудля удаления измерительной схемыиз эоны облучения, примыкает акустический датчик 3, выполненный, например, иэ пьезокерамики и через усилитель 4 низкой частоты соединенныйс осциллографом 5. Для акустического согласования желательно испольэовать звуковод, выполненный из тогоже материала, что и исследуемый диэлектрик,При облучении диэлектрическогообразца импульсным пучком ускоренных электронов в области взаимодействия за счет ее импульсного термоупругого расширения возбуждаютсярадиационно-акустические колебания,которые передаются по эвуководу 2,преобразуются акустическим датчиком3 в электрический сигнал, усиливаются и регистрируются с помощьюосциллографа 5.Для осуществления способа необ"ходимо зарегистрировать амплитудуколебаний в начальный момент, когдаПЗ, инжектированный пучком, пренебрежимо мал, и спустя заданноевремя инжекции, когда напряженностьполя ПЗ становится сопоставимойс величиной ионизационных потерьчастиц в диэлектрике на единицу длины торможения, По приращению амплитуды радиационно-акустических колебанийопределяют величину ПЗ.Определение коэффициента К (калибровка) может быть произведеноэмпирически, например, путем выведения ПЗ на внешнюю емкость при стимулужи ик орректор М. Розман Тираж 748осударственного комитета СССам изобретений и открытийсква, Ж, Раушская наб., д каз 4432/44 ВНИИПИ по д 113035, Подпис 4/"Пат филиалУжгород, ул, Проектна з 11 б 7545 4.лированном электрическом пробое ди- посредственно сопровождающем процесс 4электрика или расчетным путем. импульсной инжекции заряда.Быстродействиеспособа определяется временем заполнения акустического Таким образом, изобретение позвоеэонатора (исследуемого образца и . ляет оперативно производить Диагносэвуковода) и составляет10- 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 1 О 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, неков.