[发明专利]一种离子推力器放电室镀膜蓄留结构

说明书

本申请涉及航天电推进技术领域，具体而言，涉及一种离子推力器放电室镀膜蓄留结构，对放电室表面进行纹理化处理，形成纹理化蓄留层，纹理化蓄留层设置在放电室阳极筒本体的内表面以及放电室屏栅筒本体的内表面。本发明结构设计简单，采用成熟的3D打印工艺一体成型，缩短了加工工序，简化了过程控制工序，降低了材料成本，能够有效降低离子推力器工作寿命末期放电室内溅射镀膜的脱落率，抑制了寿命末期的束流闪烁频次，提升离子电推系统寿命中后期的可靠性。

技术领域

本申请涉及航天电推进技术领域，具体而言，涉及一种离子推力器放电室镀膜蓄留结构。

背景技术

国内外离子推力器均在寿命试验过程中发现，推力器工作数百小时以上时间后均会出现束流闪烁次数增加的情况，其中美国NSTAR离子推力器在累计工作867h后放电室离子溅射沉积物脱落，束流闪烁次数陡然增加，累计工作达到1465h时束流闪烁造成屏栅电源烧毁。

为此NASA对该推力器进行了改进，在放电室表面采取了放电室溅射多余物焊接金属网的蓄留控制措施并进行了1000h验证试验，试验发现采取该措施后当沉积物厚度达到30微米时也不会出现脱落，有效减小了放电室溅射多余物导致的束流闪烁，该技术同步应用到NEXT等离子推力器中。

国内LIPS-200离子推力器在10000小时累积工作后束流闪烁次数显著增加，14649小时对推力器进行拆解后发现，放电室内同样存在离子溅射沉积物脱落，降低了电推进系统寿命中后期的可靠度。

发明内容

针对背景技术中存在的问题，本发明提供了一种离子推力器放电室镀膜蓄留结构，能够降低离子推力器寿命末期的束流闪烁次数，提升电推进系统寿命中后期的可靠度。

本申请提供的一种离子推力器放电室镀膜蓄留结构，对放电室表面进行纹理化处理，形成纹理化蓄留层，纹理化蓄留层设置在放电室阳极筒本体的内表面以及放电室屏栅筒本体的内表面。

进一步的，纹理化蓄留层为正六边形纹理结构，正六边形块位置为凸起结构，其余位置为凹槽结构。

进一步的，正六边形外接圆的直径为φ0.3mm～0.5mm，凸起结构的高度为0.2-0.4mm。

进一步的，正六边形的间距为0.3-0.5mm。

进一步的，纹理化蓄留层、阳极筒本体以及屏栅筒本体的材料相同，均为TC4材料。

进一步的，纹理化蓄留层采用3D打印工艺，分别与阳极筒本体的内表面以及屏栅筒本体的内表面一体成型。

本发明提供的一种离子推力器放电室镀膜蓄留结构，具有以下有益效果：

本发明结构设计简单，采用成熟的3D打印工艺一体成型，缩短了加工工序，简化了过程控制工序，降低了材料成本，能够有效降低离子推力器工作寿命末期放电室内溅射镀膜的脱落率，抑制了寿命末期的束流闪烁频次，提升离子电推系统寿命中后期的可靠性。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本申请的进一步理解，使得本申请的其它特征、目的和优点变得更明显。本申请的示意性实施例附图及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为本申请离子推力器放电室镀膜蓄留结构屏栅筒内表面纹理化结构示意图；

图2为本申请离子推力器放电室镀膜蓄留结构阳极筒内表面纹理化结构示意图；

图3为本申请离子推力器放电室镀膜蓄留结构的纹理化蓄留层的正六边形结构示意图。

具体实施方式