电推进器冷阴极中和电子源研究
发布时间：2021-10-07 04:27
随着现代航天技术的不断发展,航天器的种类和用途也不断增加。微纳卫星由于其良好的经济效应,以及工作能力更强的编队工作模式,得到了更多的发展和关注。电推进器,是一种能够产生μNmN量级推力且连续可调的空间推进装置,具有比冲高,推力小,寿命长的特点,非常契合微纳卫星在轨工作需求。但是,电推进器在工作过程中排出的等离子体可能附着在卫星表面,造成卫星性能退化等问题,这被称为羽流污染。为了解决电推进器中的羽流污染问题,微纳卫星急需荷载小、体积小、发射电流大、功耗低、长寿命的中和电子源,对正离子进行中和。本文采用钼尖锥场发射阵列阴极作为中和器的电子源,使用有限元电磁场仿真软件OPERA-3D进行整体结构、磁偏转系统结构的模拟和仿真,最终制备出结构简单,发射稳定,抗污染能力强的电推进器冷阴极中和电子源,并进行相关测试。主要的内容和结论有:冷阴极阵列的设计制备:为了得到体积小、发射能力强的冷阴极发射基片,本文分析热门冷阴极发射材料的性质,选择最适合本文使用的材料;进行发射阵列的结构设计,分析了内栅型阴极发射阵列的制备工艺和方法;重点针对牺牲层蒸镀角和剥离时间对尖锥形貌的影响进行了探...
【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：66 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
静电式推进器结构示意图
钡-钨阴极是一种很成熟的阴极技术ilJlchFigner等人就制作出了用于超高频气体放电管中的压制型钪酸盐阴极工作温度为1050-1150℃时钨阴极的新领域。图1-2是钡钡-钨阴极的发展可以分为三个阶段制备；第二阶段采用钨基掺覆含Sc2O3钨膜的方法。作为一种成熟的阴极号设备上，可以在保持工作电流超过在目前的空间应用中镧空心阴极。其相对于钡强大的抗中毒能力[22]。由于钡度起初并不高，直到2005研制出寿命达到10000h，霍尔推进器上。日本、英国和意大利也分别针对高功率和中低功率的长寿命六硼化镧中和器进行了大量研究空心阴极业已完成寿命超多个空间型号产品。图1-图1-电子科技大学硕士学位论文4钨阴极是一种很成熟的阴极技术，早在上世纪六十年代，美国的时，可以获得1~4A/cm2的发射电流，开创了扩散式钡-钨阴极的常见结构示意图。图1-2钡-钨阴极常见结构示意图钨阴极的发展可以分为三个阶段，第一阶段采用钨粉与Ba3Sc第二阶段采用钨基掺Sc2O3浸渍发射盐阴极的方法；第三阶段则是钨基底作为一种成熟的阴极，钡-钨阴极曾应用在美国的深空一可以在保12A的同时，连续稳定工作3000h应用中，除了钡-钨阴极之外，应用较多、较广泛的还有六硼化相对于钡-钨阴极的优点在于：高电子发射密度、低高温蒸发率-钨阴极的成熟发展，美国对于六硼化镧阴极重视年左右才重新认识并启动了对六硼化镧空心阴极的研究发射电流超过50A的优质阴极，并应用于密歇根大学的英国和意大了大量研究。我国兰州空间技术物理研究所研制的20000h，开关次数大于12000次的地面验证-3是六硼化镧空心阴极的基本结构示意图-3六硼化镧空心阴极的基本结构示意图美国的Avraam[21]，在开-4O9混合压制第三阶段则是钨基以上。?
钡-钨阴极是一种很成熟的阴极技术ilJlchFigner等人就制作出了用于超高频气体放电管中的压制型钪酸盐阴极工作温度为1050-1150℃时钨阴极的新领域。图1-2是钡钡-钨阴极的发展可以分为三个阶段制备；第二阶段采用钨基掺覆含Sc2O3钨膜的方法。作为一种成熟的阴极号设备上，可以在保持工作电流超过在目前的空间应用中镧空心阴极。其相对于钡强大的抗中毒能力[22]。由于钡度起初并不高，直到2005研制出寿命达到10000h，霍尔推进器上。日本、英国和意大利也分别针对高功率和中低功率的长寿命六硼化镧中和器进行了大量研究空心阴极业已完成寿命超多个空间型号产品。图1-图1-电子科技大学硕士学位论文4钨阴极是一种很成熟的阴极技术，早在上世纪六十年代，美国的时，可以获得1~4A/cm2的发射电流，开创了扩散式钡-钨阴极的常见结构示意图。图1-2钡-钨阴极常见结构示意图钨阴极的发展可以分为三个阶段，第一阶段采用钨粉与Ba3Sc第二阶段采用钨基掺Sc2O3浸渍发射盐阴极的方法；第三阶段则是钨基底作为一种成熟的阴极，钡-钨阴极曾应用在美国的深空一可以在保12A的同时，连续稳定工作3000h应用中，除了钡-钨阴极之外，应用较多、较广泛的还有六硼化相对于钡-钨阴极的优点在于：高电子发射密度、低高温蒸发率-钨阴极的成熟发展，美国对于六硼化镧阴极重视年左右才重新认识并启动了对六硼化镧空心阴极的研究发射电流超过50A的优质阴极，并应用于密歇根大学的英国和意大了大量研究。我国兰州空间技术物理研究所研制的20000h，开关次数大于12000次的地面验证-3是六硼化镧空心阴极的基本结构示意图-3六硼化镧空心阴极的基本结构示意图美国的Avraam[21]，在开-4O9混合压制第三阶段则是钨基以上。?
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于Opera的微焦点场发射电子枪仿真实验[J]. 王小菊,查林宏,祁康成,曹贵川,陆荣国. 实验技术与管理. 2019(12)
[2]四针状氧化锌/还原氧化石墨烯复合阴极的场发射性能研究[J]. 林金堂. 光电子技术. 2019(01)
[3]金刚石薄膜的形成及其场发射特性研究[J]. 高金海,张武勤,李桢,张兵临. 半导体光电. 2018(06)
[4]场发射电推力器的研究现状及其关键技术[J]. 郭登帅,康小明,刘欣宇,贺伟国,杭观荣,李彦达,张锐,王政伟,余勇. 火箭推进. 2018(04)
[5]微纳卫星发展现状与趋势[J]. 马定坤,匡银,杨新权. 空间电子技术. 2017(03)
[6]空间用六硼化镧空心阴极最新研究进展及发展趋势[J]. 贾艳辉,张天平. 真空科学与技术学报. 2016(06)
[7]微纳卫星发展现状及在光学成像侦察中的应用[J]. 石荣,李潇,邓科. 航天电子对抗. 2016(01)
[8]2014年国外小卫星回顾[J]. 张召才,朱鲁青. 国际太空. 2015(02)
[9]国外多模式霍尔电推进发展概况及启示[J]. 杭观荣,康小录. 火箭推进. 2014(02)
[10]Prediction and experimental measurement of the electromagnetic thrust generated by a microwave thruster system[J]. 杨涓,王与权,马艳杰,李鹏飞,杨乐,王阳,何国强. Chinese Physics B. 2013(05)
硕士论文
[1]电子束蒸发制备稀土掺杂ZnO薄膜及其发光性能研究[D]. 孙大为.哈尔滨师范大学 2013
本文编号：3421358
【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：66 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
静电式推进器结构示意图
钡-钨阴极是一种很成熟的阴极技术ilJlchFigner等人就制作出了用于超高频气体放电管中的压制型钪酸盐阴极工作温度为1050-1150℃时钨阴极的新领域。图1-2是钡钡-钨阴极的发展可以分为三个阶段制备；第二阶段采用钨基掺覆含Sc2O3钨膜的方法。作为一种成熟的阴极号设备上，可以在保持工作电流超过在目前的空间应用中镧空心阴极。其相对于钡强大的抗中毒能力[22]。由于钡度起初并不高，直到2005研制出寿命达到10000h，霍尔推进器上。日本、英国和意大利也分别针对高功率和中低功率的长寿命六硼化镧中和器进行了大量研究空心阴极业已完成寿命超多个空间型号产品。图1-图1-电子科技大学硕士学位论文4钨阴极是一种很成熟的阴极技术，早在上世纪六十年代，美国的时，可以获得1~4A/cm2的发射电流，开创了扩散式钡-钨阴极的常见结构示意图。图1-2钡-钨阴极常见结构示意图钨阴极的发展可以分为三个阶段，第一阶段采用钨粉与Ba3Sc第二阶段采用钨基掺Sc2O3浸渍发射盐阴极的方法；第三阶段则是钨基底作为一种成熟的阴极，钡-钨阴极曾应用在美国的深空一可以在保12A的同时，连续稳定工作3000h应用中，除了钡-钨阴极之外，应用较多、较广泛的还有六硼化相对于钡-钨阴极的优点在于：高电子发射密度、低高温蒸发率-钨阴极的成熟发展，美国对于六硼化镧阴极重视年左右才重新认识并启动了对六硼化镧空心阴极的研究发射电流超过50A的优质阴极，并应用于密歇根大学的英国和意大了大量研究。我国兰州空间技术物理研究所研制的20000h，开关次数大于12000次的地面验证-3是六硼化镧空心阴极的基本结构示意图-3六硼化镧空心阴极的基本结构示意图美国的Avraam[21]，在开-4O9混合压制第三阶段则是钨基以上。?
钡-钨阴极是一种很成熟的阴极技术ilJlchFigner等人就制作出了用于超高频气体放电管中的压制型钪酸盐阴极工作温度为1050-1150℃时钨阴极的新领域。图1-2是钡钡-钨阴极的发展可以分为三个阶段制备；第二阶段采用钨基掺覆含Sc2O3钨膜的方法。作为一种成熟的阴极号设备上，可以在保持工作电流超过在目前的空间应用中镧空心阴极。其相对于钡强大的抗中毒能力[22]。由于钡度起初并不高，直到2005研制出寿命达到10000h，霍尔推进器上。日本、英国和意大利也分别针对高功率和中低功率的长寿命六硼化镧中和器进行了大量研究空心阴极业已完成寿命超多个空间型号产品。图1-图1-电子科技大学硕士学位论文4钨阴极是一种很成熟的阴极技术，早在上世纪六十年代，美国的时，可以获得1~4A/cm2的发射电流，开创了扩散式钡-钨阴极的常见结构示意图。图1-2钡-钨阴极常见结构示意图钨阴极的发展可以分为三个阶段，第一阶段采用钨粉与Ba3Sc第二阶段采用钨基掺Sc2O3浸渍发射盐阴极的方法；第三阶段则是钨基底作为一种成熟的阴极，钡-钨阴极曾应用在美国的深空一可以在保12A的同时，连续稳定工作3000h应用中，除了钡-钨阴极之外，应用较多、较广泛的还有六硼化相对于钡-钨阴极的优点在于：高电子发射密度、低高温蒸发率-钨阴极的成熟发展，美国对于六硼化镧阴极重视年左右才重新认识并启动了对六硼化镧空心阴极的研究发射电流超过50A的优质阴极，并应用于密歇根大学的英国和意大了大量研究。我国兰州空间技术物理研究所研制的20000h，开关次数大于12000次的地面验证-3是六硼化镧空心阴极的基本结构示意图-3六硼化镧空心阴极的基本结构示意图美国的Avraam[21]，在开-4O9混合压制第三阶段则是钨基以上。?
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于Opera的微焦点场发射电子枪仿真实验[J]. 王小菊,查林宏,祁康成,曹贵川,陆荣国. 实验技术与管理. 2019(12)
[2]四针状氧化锌/还原氧化石墨烯复合阴极的场发射性能研究[J]. 林金堂. 光电子技术. 2019(01)
[3]金刚石薄膜的形成及其场发射特性研究[J]. 高金海,张武勤,李桢,张兵临. 半导体光电. 2018(06)
[4]场发射电推力器的研究现状及其关键技术[J]. 郭登帅,康小明,刘欣宇,贺伟国,杭观荣,李彦达,张锐,王政伟,余勇. 火箭推进. 2018(04)
[5]微纳卫星发展现状与趋势[J]. 马定坤,匡银,杨新权. 空间电子技术. 2017(03)
[6]空间用六硼化镧空心阴极最新研究进展及发展趋势[J]. 贾艳辉,张天平. 真空科学与技术学报. 2016(06)
[7]微纳卫星发展现状及在光学成像侦察中的应用[J]. 石荣,李潇,邓科. 航天电子对抗. 2016(01)
[8]2014年国外小卫星回顾[J]. 张召才,朱鲁青. 国际太空. 2015(02)
[9]国外多模式霍尔电推进发展概况及启示[J]. 杭观荣,康小录. 火箭推进. 2014(02)
[10]Prediction and experimental measurement of the electromagnetic thrust generated by a microwave thruster system[J]. 杨涓,王与权,马艳杰,李鹏飞,杨乐,王阳,何国强. Chinese Physics B. 2013(05)
硕士论文
[1]电子束蒸发制备稀土掺杂ZnO薄膜及其发光性能研究[D]. 孙大为.哈尔滨师范大学 2013
本文编号：3421358
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