中和器是電推進(jìn)系統(tǒng)的重要組成部分,電子源是中和器的核心,目前大多數(shù)的中和器電子源是熱陰極或者空心陰極。雖然器件的技術(shù)工藝比較純熟,但始終存在一些難以克服的問題。而場發(fā)射冷陰極電子源具備構(gòu)造簡單,工作環(huán)境要求低等優(yōu)點(diǎn),在小型或者微型電推進(jìn)系統(tǒng)中具有非常大的應(yīng)用潛力。本文針對碳納米管作為中和器電子源其發(fā)射性能、柵網(wǎng)截獲率、降低柵網(wǎng)功耗、減弱離子轟擊陰極的方面展開實(shí)驗(yàn)研究。主要內(nèi)容有:(1)文中碳納米管陰極是通過絲網(wǎng)印刷工藝制備而得到的。對碳納米管發(fā)射性能測試,在直流測試條件下,碳納米管最大電流21.4mA,對應(yīng)的發(fā)射電流密度2.73A/cm~2(直徑1mm)。在無水冷為前提條件下系統(tǒng)增加吸氣劑,脈沖測試最大脈沖電流為36.5mA,對應(yīng)的發(fā)射電流密度4.65A/cm~2(直徑1mm)。(2)降低柵網(wǎng)對陰極電子注的截獲率從而達(dá)到降低柵網(wǎng)功耗。對常規(guī)場致發(fā)射三極結(jié)構(gòu)碳納米管發(fā)射特性進(jìn)行研究,當(dāng)陰極大小大于0.25mm時(shí),仿真結(jié)果柵網(wǎng)對陰極電子注的截獲率在48%左右,實(shí)驗(yàn)結(jié)果柵網(wǎng)對陰極電子注的截獲率在52%左右。(3)基于常規(guī)場致發(fā)射三極結(jié)構(gòu),設(shè)計(jì)出來雙柵網(wǎng)四極結(jié)構(gòu)和側(cè)陰極結(jié)構(gòu)大大降低柵極對陰極電... 

【文章來源】：東南大學(xué)江蘇省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：78 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

衛(wèi)星軌道運(yùn)動(dòng)圖

東南大學(xué)碩士學(xué)位論文明了航天電推進(jìn)方案的可行性。由于當(dāng)時(shí)沒有適配航天術(shù)為主流，電推進(jìn)只在理論上存在并沒有進(jìn)入相關(guān)的與蘇聯(lián)爭霸不約而同的把電推進(jìn)技術(shù)研發(fā)當(dāng)作航天探走向了實(shí)際研發(fā)自此開始登上航天的歷史舞臺。是依靠化學(xué)反應(yīng)高速噴出物質(zhì)使火箭獲得速度。新型電推進(jìn)類似，高速噴出帶電物質(zhì)，從而火箭獲得噴出帶速。在目前的電推進(jìn)系統(tǒng)中通過電場加速的方式使介常高的物質(zhì)，電推進(jìn)噴出的物質(zhì)速度高于化學(xué)推進(jìn)噴出術(shù)大幅度提高航天器工作介質(zhì)的利用效率。電推進(jìn)器根為三大類圖 1-2 所示： 靜電型、電磁型、電熱型[1]。

圖 1-3 離子電推進(jìn)系統(tǒng)原理圖量正離子電荷，為了防止正電荷的過多積累對電會(huì)同步發(fā)射大量電子用以平衡掉多余的正電荷離子物質(zhì)，工作物質(zhì)質(zhì)量乘以工作物質(zhì)速度使發(fā)動(dòng)機(jī)獲來我國航天事業(yè)得到了迅猛發(fā)展，衛(wèi)星小型化發(fā)展星的核心部分必須朝著微型化、高效率、低功耗、高發(fā)射比沖、成本低的電推進(jìn)技術(shù)已經(jīng)成為微型衛(wèi)究進(jìn)展，為了避免離子對系統(tǒng)帶來的危害，絕大多數(shù)電推中和器存在的目的是其電子源將會(huì)不斷發(fā)射大量的降低正離子對系統(tǒng)的損害。在含有中和器系統(tǒng)的中和器發(fā)生故障極大可能影響推力器使推力系統(tǒng)是其核心組成成分。按照電子源產(chǎn)生電子的方式不：鋇鎢陰極型、場發(fā)射電子源型，LaB6 陰極型等

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]場發(fā)射陰極及其應(yīng)用的回顧與展望[J]. 李興輝,白國棟,李含雁,丁明清,馮進(jìn)軍,廖復(fù)疆.  真空電子技術(shù). 2015(02)
[2]電推進(jìn)技術(shù)和空心陰極組件/中和器的發(fā)展[J]. 于志強(qiáng),邵文生.  真空電子技術(shù). 2013(03)
[3]不同轉(zhuǎn)移法對碳納米管場發(fā)射特性的影響[J]. 林金陽,王靈婕,張永愛,郭太良.  光電子.激光. 2012(02)
[4]碳納米管薄膜對重金屬離子吸附的研究及應(yīng)用[J]. 劉行,熊智淳,陳祎東,張巍巍,潘麗坤,孫卓.  大連理工大學(xué)學(xué)報(bào). 2011(S1)
[5]大電流場致發(fā)射電子源的研究[J]. 雷威,張曉兵,王保平.  新型工業(yè)化. 2011(02)
[6]場發(fā)射顯示器陰極材料的發(fā)展[J]. 姚力,武懷玉,艾延平,宋蓓.  現(xiàn)代顯示. 2010(07)
[7]基于場發(fā)射三極管結(jié)構(gòu)的離子轟擊分析[J]. 高迎賓,張曉兵,雷威,王保平.  電子器件. 2003(04)
[8]場發(fā)射陣列發(fā)射性能下降機(jī)制分析[J]. 袁璟,杜秉初,李德杰.  微細(xì)加工技術(shù). 2002(03)
[9]碳基材料吸附儲(chǔ)氫原理及規(guī)模化應(yīng)用前景[J]. 周理.  材料導(dǎo)報(bào). 2000(03)

博士論文
[1]場致發(fā)射電推力器工作性能及其發(fā)射機(jī)理研究[D]. 段君毅.上海交通大學(xué) 2011

碩士論文
[1]碳納米管陰極薄膜的制備及其場發(fā)射性能研究[D]. 郭東洋.鄭州大學(xué) 2017
[2]大電流密度冷陰極電子槍研究與設(shè)計(jì)[D]. 于彩茹.東南大學(xué) 2016
[3]大電流碳納米管冷陰極電子槍的研究[D]. 劉京.東南大學(xué) 2015
[4]真空微電子器件中離子轟擊的研究[D]. 高迎賓.東南大學(xué) 2004



本文編號：2929860