一種具有保溫效果的封閉式空心陰極觸持極組件的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及航天空間電推進技術(shù)、低溫真空電子等離子體技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種具有保溫效果的封閉式空心陰極觸持極組件。
【背景技術(shù)】
[0002]空心陰極組件是氙離子推力器、霍爾推力器或其他等離子源的關(guān)鍵組成部分。在空心陰極工作過程，依賴惰性工質(zhì)氣體形成自持氣體放電產(chǎn)生的熱量來維持發(fā)射體的溫度(1500K以上)，使發(fā)射體具備發(fā)射電子的能力。因此，空心陰極電子源熱子工作過程中，必須保持較高的溫度，以盡可能避免熱量損耗和等離子體對熱子的濺射刻蝕作用，來降低空心陰極功耗和延長工作壽命。現(xiàn)有空心陰極中，普遍使用組裝式觸持極，是依靠多層鉭箔對電子源熱子局部熱屏蔽來實現(xiàn)溫度保持，這種結(jié)構(gòu)的保熱效率較低，使得空心陰極點火時間較長、放電維持電壓偏高，且絕緣陶瓷接近于觸持極的高溫段，導(dǎo)致在空心陰極息弧后的冷卻過程中有濺射物沉積到絕緣陶瓷表面，引起絕緣性能下降。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明解決的技術(shù)問題是提供一種具有保溫效果的封閉式空心陰極觸持極組件，已解決現(xiàn)有技術(shù)保熱效率較低的問題。
[0004]本發(fā)明解決技術(shù)問題的技術(shù)方案為:一種具有保溫效果的封閉式空心陰極觸持極組件包括頂板、支撐管、熱屏蔽層和支撐陶瓷組成。
[0005]支撐陶瓷上部設(shè)有熱屏蔽層，熱屏蔽層前部設(shè)有頂板，熱屏蔽層外圍套有支撐管，支撐管的兩端分別與支撐陶瓷、頂板相接觸。
[0006]頂板上設(shè)有中心小孔，中心小孔直徑2mm。
[0007]熱屏蔽層為多層鉭箔卷繞經(jīng)壓花滾加工成型，多層鉭箔卷均采用厚度為0.05mm的鉭皮。
[0008]支撐管為壁厚0.3mm的不銹鋼管。
[0009]頂板為0.3mm厚的鉭皮。
[0010]支撐陶瓷4為氧化鋁陶瓷。
[0011]本發(fā)明的有益效果在于:將之前只針對空心陰極熱子高溫端采用熱屏蔽的屏蔽層延長至空心陰極低溫端，進而將絕緣陶瓷優(yōu)化到低溫端，降低了被污染而絕緣下降的風(fēng)險。采用此設(shè)計的空心陰極觸持極，試驗驗證顯示空心陰極點火時間平均值有380s下降為350s縮短7%，從觸持極電壓判斷從平均值12.0伏特下降到11.0伏特，保熱效率提升約10%。因此，本發(fā)明結(jié)構(gòu)能夠有效解決空心陰極保熱、防離子轟擊和長壽命絕緣性能保障，從而提高空心陰極效率，延長了空心陰極產(chǎn)品的預(yù)期服役壽命。
【附圖說明】
[0012]圖1高效保熱封閉式空心陰極觸持極組件示意圖。
[0013]【附圖說明】:1頂板、2支撐管、3熱屏蔽層、4支撐陶瓷、5空心陰極電子源熱子。
【具體實施方式】
[0014]以下結(jié)合附圖對本發(fā)明做進一步說明。
[0015]一種具有保溫效果的封閉式空心陰極觸持極組件包括:頂板1、支撐管2、熱屏蔽層3、支撐陶瓷4組成，所述支撐陶瓷4上部與所述熱屏蔽層3連接，所述熱屏蔽層3前部與所述頂板I連接，所述熱屏蔽層3外圍套有所述支撐管2，所述支撐管2的兩端分別與所述支撐陶瓷4、頂板I相接觸。
[0016]頂板I上設(shè)有中心小孔，所述中心小孔直徑2mm。
[0017]熱屏蔽層3為多層鉭箔卷繞經(jīng)壓花滾加工成型。多層鉭箔卷均采用厚度為0.05mm的鉭皮。
[0018]支撐管2為壁厚0.3mm的不銹鋼管。
[0019]頂板I為0.3mm厚的鉭皮。
[0020]支撐陶瓷4為氧化鋁陶瓷。
[0021]采用壁厚為0.3mm的不銹鋼管制作的支撐管2薄壁一體件，不但降低了有效的熱傳導(dǎo)，而且保證了必要的強度。
[0022]支撐管2高溫段與0.3mm厚的鉭皮頂板I采用激光焊接方式固定，保護了熱子不被等離子體轟擊。
[0023]支撐管2與氧化鋁陶瓷采用釬焊方式焊接，保證了強度、氣密性和絕緣性能，并且低溫端的陶瓷降低了被污染鍍膜而絕緣下降的風(fēng)險。
[0024]支撐陶瓷4將經(jīng)過壓花滾壓成型后的0.05mm鉭箔多層卷繞而成熱屏蔽層3支撐于支撐管2內(nèi)壁與熱子之間，并盡可能延長熱屏蔽層的導(dǎo)熱路徑，以提高保熱效率。
[0025]使用時只需將該裝置安裝在空心陰極電子源熱子5外部。
【主權(quán)項】
1.一種具有保溫效果的封閉式空心陰極觸持極組件，其特征在于包括:頂板(1)、支撐管(2)、熱屏蔽層(3)、支撐陶瓷(4)組成，所述支撐陶瓷(4)上部與所述熱屏蔽層(3)連接，所述熱屏蔽層(3 )前部與所述頂板(I)連接，所述熱屏蔽層(3 )外圍套有所述支撐管(2 )，所述支撐管(2)的兩端分別與所述支撐陶瓷(4)、頂板(I)相接觸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有保溫效果的封閉式空心陰極觸持極組件，其特征在于:所述頂板(I)上設(shè)有中心小孔，所述中心小孔直徑2_。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有保溫效果的封閉式空心陰極觸持極組件，其特征在于:所述熱屏蔽層(3)為多層鉭箔卷繞經(jīng)壓花滾加工成型。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種具有保溫效果的封閉式空心陰極觸持極組件，其特征在于:所述多層鉭箔卷均采用厚度為0.05mm的鉭皮。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有保溫效果的封閉式空心陰極觸持極組件，其特征在于:所述支撐管(2)為壁厚0.3mm的不銹鋼管。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有保溫效果的封閉式空心陰極觸持極組件，其特征在于:所述頂板(I)為0.3mm厚的鉭皮。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有保溫效果的封閉式空心陰極觸持極組件，其特征在于:所述支撐陶瓷(4)為氧化鋁陶瓷。
【專利摘要】一種具有保溫效果的封閉式空心陰極觸持極組件包括頂板、支撐管、熱屏蔽層和支撐陶瓷組成。支撐陶瓷上部設(shè)有熱屏蔽層，熱屏蔽層前部設(shè)有頂板，熱屏蔽層外圍套有支撐管，支撐管的兩端分別與支撐陶瓷、頂板相接觸。頂板上設(shè)有中心小孔，中心小孔直徑2mm。熱屏蔽層為多層鉭箔卷繞經(jīng)壓花滾加工成型，多層鉭箔卷均采用厚度為0.05mm的鉭皮。支撐管為壁厚0.3mm的不銹鋼管。頂板為0.3mm厚的鉭皮。支撐陶瓷4為氧化鋁陶瓷。
【IPC分類】H01J1-13, H01J1-88
【公開號】CN204558411
【申請?zhí)枴緾N201520129590
【發(fā)明人】賈艷輝, 郭寧, 馬林, 楊威, 高俊, 唐?？? 孫運奎, 徐金靈, 陳娟娟
【申請人】蘭州空間技術(shù)物理研究所
【公開日】2015年8月12日
【申請日】2015年3月6日