Просмотр сведений о научной статье

Обложка номера

Заголовок

Исследование и испытания низкотемпературного эмиссионного материала для катода-компенсатора стационарного плазменного двигателя

Авторы

¹И.Ю. Пономарев, ^1,2Е.А. Богданова, ¹С.В. Олотин, ¹М.С. Кожикин, ¹А.В. Наседкин

Организации

¹Акционерное общество «Опытное конструкторское бюро «Факел»
г. Калининград, Российская Федерация
²Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)
г. Москва, Российская Федерация

Аннотация

С целью снижения мощности, затрачиваемой на работу катода-компенсатора стационарного плазменного двигателя, был изготовлен и испытан низкотемпературный эмиттер. В представленной статье описан мотивированный выбор материала, технологии изготовления и принцип работы оксидных катодных материалов. Предлагаемый подход к изготовлению образцов эмиттера включал ряд технологических операций: подготовку исходных компонентов порошковой смеси, прессование партии заготовок, термическую обработку в специальных условиях, а также механическую обработку для придания заготовкам формы, требуемой для проведения испытаний. В статье подробно описано разработанное технологическое оснащение, используемое для измерения эмиссионных свойств полученных эмиттеров. Исследование образцов рентгеноспектральными методами показало равномерность распределения эмиссионно-активных компонентов. Методами металлографии и сканирующей электронной микроскопии была исследована морфология поверхности, оценена равномерность распределения пор. Определение эмиссионных свойств полученных эмиттеров проводилось на вакуумном стенде в условиях, близких к утвержденным для серийной продукции предприятия. В рамках проведения испытаний была определена функциональная зависимость температуры эмиттера от мощности нагрева, измерены значения термоэмиссионного тока при фиксированных значениях мощности нагревателя, затем получены зависимости эмиссионного тока от температуры.

Ключевые слова

низкотемпературный эмиттер, оксидно-никелевый катодный материал, эмиттер для стационарного плазменного двигателя

Список литературы

[1] Керсанов В. С. и др. Высокоэффективный эмиттер электронов на основе гексаборида лантана. М.: Энергоатомиздат. 1987. С. 152.

[2] Лев Д. Р. и др. Последние успехи в исследованиях и разработке полых катодов для электрических двигателей // Обзоры современной физики плазмы. 2019. Т. 3. № 1. С. 6.

[3] Брофи Дж. Р. Ионный двигатель NASA Deep Space 1 // Обзор научных приборов. 2002. Т. 73. № . 2. С. 1071–1078.

[4] Битти Дж. Р. и др. Подсистема движения ионов ксенона // Журнал движения и энергетики. 1989. Т. 5. № . 4. С. 438–444.

[5] Полк Дж. Э. и др. Мощный ионный двигатель для полетов в дальний космос // Обзор научных инструментов. 2012. Т. 83. № 7.

[6] Хруби П. и др. Обзор электрических двигателей Busek // 36-я Международная конференция по электрическим двигателям, Венский университет, Австрия. 2019. Т. 13.

[7] Кудинцева Г. А., Мельников А. И., Морозов А. В., Никонов Б. П. Термоэлектронные катоды. М.: Энергия. 1966.

[8] Бушуев Н. А. и др. Современные источники электронной эмиссии для ламп бегущей волны миллиметрового и субмиллиметрового диапазонов // Успехи современной науки. 2016. Т. 2. № . 10. С. 126–139.

[9] Кумс Э. А., Форсберг Дж. П. В. Способ изготовления элементов с покрытием для электронных ламп: пат. 2543439 США. 1951.

[10] Капустин В. И. и др. Влияние микропримесей D-элементов на электронную структуру кристаллитов оксида бария в катодах СВЧ-приборов // Письма в Журнал технической физики. 2020. Т. 46. № . 3. С. 6–9.

[11] Капустин В. И. и др. Механизм формирования и свойства кристаллитов оксида бария в металлопористом катоде // Перспективные материалы. 2016. № 7. С. 5–15.

[12] Капустин В. И., Ли И. П. Теория, электронная структура и физикохимия материалов катодов СВЧ-приборов: монография. М.: ИНФРА-М. 2022.

[13] Леденцова Н. Е. Электронная структура и технологии оксидно-никелевых катодных материалов. Дис… канд. тех. наук: 05.27.06. М. 2019.

[14] Капустин В. И. и др. Перспективные технологии оксидно-никелевых катодов СВЧ-приборов сантиметрового диапазона длин волн. Тонкие химические технологии. 2016. Т. 11. № 3.

[15] Дюбуа Б. Ч. и др. Влияние структуры поверхности металлопористых катодов на их эмиссионные свойства // Электронная техника. Сер.1. СВЧ-техника. 2010. № 1. С. 25–34.

Цитирование данной статьи

Пономарев И.Ю., Богданова Е.А., Олотин С.В., Кожикин М.С., Наседкин А.В. Исследование и испытания низкотемпературного эмиссионного материала для катода-компенсатора стационарного плазменного двигателя // Космические аппараты и технологии. 2024. Т. 8. № 4. С. 254-264.

Данная статья лицензирована по лицензии Creative Commons «Attribution-NonCommercial» («Атрибуция — Некоммерческое использование») 4.0 Всемирная.