空心陰極是電推進系統(tǒng)的電子源,它是電推進系統(tǒng)可靠性的最主要因素。工質(zhì)氣體純度是影響陰極可靠性的關(guān)鍵因素之一,高要求的工質(zhì)純度增加了電推進系統(tǒng)地成本。同時,較弱的抗氧化能力制約了傳統(tǒng)空心陰極（LaB6、BaO-W）的應(yīng)用空間。C12A7:e^-電子化合物具有低逸出功、化學性質(zhì)穩(wěn)定的特性,而且本身具備一定耐氧化能力。通過將C12A7:e^-電子化合物作為陰極的發(fā)射體,研究其放電特性,評估其耐氧化能力。有助于降低電推進的應(yīng)用成本以及拓展陰極的應(yīng)用空間,因此研究C12A7陰極具有重要意義。針對C12A7:e^-電子化合物熔點低以及發(fā)射體容易退化的現(xiàn)象,改進了陰極部件的結(jié)構(gòu)尺寸和材料,同時利用仿真軟件對陰極的熱量分布和等離子體演化規(guī)律進行分析。測量了C12A7:e^-電子化合物和（摻雜Sr）C12A7:e^-電子化合物的熱電子發(fā)射特性。驗證了C12A7陰極的啟動性能,相對于傳統(tǒng)陰極,C12A7陰極啟動過程需要比較長的時間。隨著點火次數(shù)的增加,C12A7陰極的啟動會逐漸變得容易。詳細地研究了以C12... 

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【學位級別】：碩士

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摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 課題來源
    1.2 研究的目的及意義
    1.3 C12A7陰極研究現(xiàn)狀
        1.3.1 美國對C12A7陰極的研究現(xiàn)狀
        1.3.2 德國對C12A7陰極的研究現(xiàn)狀
    1.4 C12A7:e~-電子化合物材料研究現(xiàn)狀
        1.4.1 國外對C12A7:e~-材料的研究現(xiàn)狀
        1.4.2 國內(nèi)對C12A7:e~-材料的研究現(xiàn)狀
    1.5 本文主要內(nèi)容及章節(jié)安排
第2章 C12A7陰極設(shè)計與啟動性能研究
    2.1 C12A7陰極結(jié)構(gòu)設(shè)計
        2.1.1 C12A7發(fā)射體
        2.1.2 C12A7陰極結(jié)構(gòu)
    2.2 C12A7陰極熱設(shè)計
        2.2.1 熱仿真模型
        2.2.2 模擬結(jié)果及分析
    2.3 C12A7陰極放電特性模擬研究
        2.3.1 Comsol仿真模型
        2.3.2 陰極穩(wěn)態(tài)放電模擬結(jié)果及分析
    2.4 C12A7陰極點火特性
        2.4.1 實驗條件
        2.4.2 啟動特性
        2.4.3 發(fā)射體退化特性
    2.5 發(fā)射體摻雜對熱電子發(fā)射特性的影響
        2.5.1 C12A7:e~-熱電子發(fā)射特性
        2.5.2 Sr摻雜C12A7:e~-熱電子發(fā)射特性
    2.6 本章小結(jié)
第3章 C12A7陰極穩(wěn)態(tài)放電特性研究
    3.1 引言
    3.2 實驗裝置及參數(shù)測量方法
        3.2.1 實驗裝置
        3.2.2 數(shù)據(jù)采集以及處理方法
        3.2.3 紅外測溫方法
    3.3 C12A7陰極放電參數(shù)變化規(guī)律研究
        3.3.1 穩(wěn)態(tài)放電特性研究
        3.3.2 放電振蕩特性研究
        3.3.3 加熱器加熱對放電特性的影響
        3.3.4 C12A7陰極自持放電熄滅過程分析
    3.4 溫度分布特性
        3.4.1 發(fā)射體溫度
        3.4.2 鎢頂溫度
    3.5 C12A7陰極放電等離參數(shù)分布研究
        3.5.1 等離子體密度
        3.5.2 電子溫度
        3.5.3 燒蝕產(chǎn)物光譜測量結(jié)果及分析
    3.6 本章小結(jié)
第4章 C12A7陰極耐氧化特性研究
    4.1 實驗裝置與實驗方案
        4.1.1 實驗設(shè)備
        4.1.2 實驗方案
    4.2 C12A7陰極耐氧化測試
        4.2.1 電參數(shù)隨時間演化規(guī)律
        4.2.2 氧氣濃度對電勢影響研究
    4.3 氧氣濃度對振蕩影響研究
        4.3.1 氧氣濃度對陽極電勢振蕩的影響
        4.3.2 氧氣濃度對觸持極電勢振蕩的影響
        4.3.3 氧氣濃度對電流振蕩的影響
    4.4 氧氣濃度對陰極溫度影響研究
        4.4.1 氧氣濃度對鎢頂溫度影響
        4.4.2 氧氣對發(fā)射體溫度的影響
    4.5 氧氣對發(fā)射體性質(zhì)影響研究
        4.5.1 發(fā)射體外觀對比
        4.5.2 發(fā)射體表面微觀形貌變化
        4.5.3 發(fā)射體能譜變化
        4.5.4 陰極發(fā)射體氧化形式分析
    4.6 本章小結(jié)
第5章 背壓對陰極放電特性的影響研究
    5.1 實驗裝置及參數(shù)測量方法
    5.2 背壓對電參數(shù)影響規(guī)律
        5.2.1 背壓對陽極電壓影響規(guī)律
        5.2.2 背壓對電流波動影響規(guī)律
    5.3 背壓對羽流影響規(guī)律
        5.3.1 不同背壓時穩(wěn)態(tài)下羽流變化
        5.3.2 不同背壓時瞬態(tài)羽流變化
        5.3.3 背壓對羽流離子圖像影響研究
    5.4 背壓對等離子體參數(shù)影響研究
        5.4.1 等離子體參數(shù)測量方法
        5.4.2 不同背壓下離子能量分布研究
        5.4.3 不同背壓下電子密度和電子溫度
        5.4.4 不同背壓下電子能量分布
    5.5 不同背壓下光譜信號測量結(jié)果以及分析
        5.5.1 實驗裝置介紹
        5.5.2 光譜信號測量結(jié)果及分析
    5.6 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻
攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文及其它成果
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
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本文編號：3706299