航天器在正常运行期间,会受到空间中带电粒子的辐照作用,其表面介质材料在起到绝缘性能的同时也会带来静电放电问题。由于其高阻性,入射进入材料的电子很难泄放并滞留在内部,造成表面带电。航天器运行时还会面临不同的温度环境,引起表面电位的不均匀分布,造成局部电场畸变,增大静电放电发生的风险。因此,研究电子辐照下介质材料表面电位分布和陷阱分布特性具有重要的意义。针对航天器地球低轨道的运行环境和实验需求,本文设计和制作了基于热电子发射原理的电子枪和基于有源电容探头法原理的表面电位测量模块,改进了真空和温度控制系统,构建了电子辐照下介质材料表面电位测量系统,并对其进行了调试和验证。该系统能够实现电子束的能量（0～7.4 keV）和束流密度（0～1.40 nA/cm2）的连续可调、试样温度的控制以及一维空间的表面电位测量。以航天器常用介质材料聚酰亚胺为研究对象,测试获得了不同电子能量（1.6 keV、3.3 keV、4.9keV、6.6keV 和 7.4keV）、束流密度（0.07nA/cm2 和 1.40nA/cm2）和温度（243 K和343 K）下电荷积聚过程中的表面电位分布。测试结果表明:表面电位饱和时间与电子能量和温度呈正相关,与束流密度呈负相关;饱和电位与电子能量和束流密度呈正相关,与温度呈负相关。电子能量、束流密度和温度均使得表面电位在空间位置上呈现出辐照中心电位低辐照边缘电位高的分布,其数值增大均使得该趋势更加明显。通过计算电子入射深度、注入电荷密度、能量损失和电导率分析了电子辐照下的表面电荷积聚特性。测试获得了不同电子能量（1.6keV和7.4keV）、束流密度（0.07nA/cm2和1.40 nA/cm2）和温度（243 K和343 K）下电荷消散过程中的表面电位分布,并利用表面电位衰减法计算了不同实验条件下的陷阱参数分布。电子能量、束流密度和温度主要分别通过影响电子入射深度、注入电子数目和电荷的入陷、脱陷、迁移等输运行为来影响电荷的积聚特性。电子能量越高,电子入射深度和分布范围越大,注入的电荷更容易被深陷阱捕获,电荷密度增大;束流密度越大,有更多的电荷被陷阱捕获;温度升高使得材料的本征电导和辐射诱导电导增大,陷阱电荷受到热激发后更容易脱陷并在自建电场作用下向接地极迁移。