金属钼栅极高温定型处理技术研究

栅极组件是离子推力器的关键组件,其功能是引出并加速离子束流形成推力。栅极形状直接决定着栅极组件的性能和可靠稳定性。基于金属钼烧氢处理技术,对栅极形状、定型温度和保温时间以及定型处理程序进行优化试验研究,并确定金属钼栅极高温定型处理的方法和技术参数。通过对30 cm直径金属钼栅极的高温烧氢定型处理,结果表明:金属钼栅极高温烧氢定型处理程序和技术参数合理可行,定型处理的钼栅极形状轮廓度误差控制在0.1 mm以内,并将栅极组件栅间距的误差控制在0.1 mm以内,改善了栅极组件的性能和可靠性。

抗电子发射钼栅极的性能分析

利用真空离子沉积技术在钼栅极的表面分别镀上一层Ｃ膜、Ａｌ膜和ＡｌＴｉＺｒ合金膜，对镀膜后的样品进行寿命试验。用ＳＥＭ和ＸＲＤ分析技术对镀膜样品受阴极活性蒸发物Ｂａ污染前、污染后进行了对比研究。实验结果表明：逸出功较低的Ａｌ在受到Ｂａ污染后，能够生成金属间化合物，从而能够有效地抑制栅极发射；而沉积的Ｃ膜在受到污染后，逐渐被消耗而失去作用；在Ａｌ中加入逸出功较高的ＴｉＺｒ合金后，破坏了金属间化合物的生成，并不能抑制栅极发射。实验说明逸出功低的Ａｌ也可涂覆到栅极上，在栅极工作过程中，当Ａｌ与阴极的蒸发物生成金属间化合物时，可以降低栅极发射。这为开发新的栅极涂覆材料提供了思路。

无束流条件下钼栅极电击穿特性的试验研究

离子推力器栅极间较小的间距、较高的工作电压,使其具备了高比冲、高效率的优点,但也导致其在正常工作时,容易在工作条件变化的情况下发生打火放电,引起工作不稳定和不可靠。因此,研究离子推力器栅极打火放电的影响因素及其关系是十分必要的。论文在无束流引出的状态下,对离子推力器钼栅极的高压击穿特性进行了研究。结果表明,当压力低于1×10^-2Pa,栅间距为0.7 mm且栅极表面无损伤时,击穿电压和击穿电场随真空度降低而减小;栅间距为0.4 mm且栅极表面有损伤时,击穿电压和击穿电场随压力增大而先增大,后减小。当压力大于1×10^-2Pa,两种栅间距下,击穿电压和击穿电场均随压力增大而减小,下降速度均比低压力下快。

镀铂栅极抑制电子发射性能研究

利用离子束辅助沉积(IBAD)方法在Mo栅极表面上沉积Pt膜,采用试验二极管方法测量和比较阴极活性物质Ba,BaO蒸发到镀铂栅极和纯钼栅极表面上后的电子发射性能。采用XRD,EDX,XPS等测试手段对其栅极表面进行对比分析和表征。实验结果表明:镀铂栅极具有明显的抑制电子发射性能,并初步探讨了离子束辅助沉积Pt膜抑制栅电子发射的机理。

离子束辅助沉积碳膜抑制栅电子发射研究

本文利用离子束辅助沉积方法在钼栅极的表面镀上一层碳膜 ,采用模拟二极管的方法测量阴极活性物质Ba、BaO蒸发沉积在镀碳钼栅与纯钼栅表面后的电子发射性能 .测量结果表明 ,镀碳钼栅的电子发射量显著减少 .依据XPS、电子探针对钼栅极表面阴极发射物的分析结果 。

离子束辅助沉积铪膜抑制栅电子发射性能研究

利用离子束辅助沉积(IBAD)方法在Mo栅极表面沉积铪膜,采用模拟二极管方法测量和比较阴极活性物质Ba、BaO蒸发在镀铪和纯钼栅极表面的电子发射性能。实验结果表明,镀铪栅极抑制电子发射性能较好,并初步探讨了离子束辅助沉积铪膜抑制栅电子发射的机理。