圆柱形阳极层霍尔推力器的内磁极刻蚀研究.pptxVIP

圆柱形阳极层霍尔推力器的内磁极刻蚀研究汇报人：2024-01-12

引言圆柱形阳极层霍尔推力器概述内磁极刻蚀实验设计内磁极刻蚀实验结果分析内磁极刻蚀对推力器性能的影响研究结论与展望

引言01

随着航天技术的不断发展，对高性能、长寿命、低成本的推进技术需求日益迫切。圆柱形阳极层霍尔推力器作为一种先进的电推进技术，具有比冲高、效率高、寿命长等优点，在航天器推进领域具有广阔的应用前景。航天器推进技术需求在圆柱形阳极层霍尔推力器的运行过程中，内磁极的刻蚀是一个重要的问题。内磁极的刻蚀不仅会影响推力器的性能，还会缩短其使用寿命。因此，对内磁极刻蚀的研究具有重要的理论意义和实用价值。内磁极刻蚀问题研究背景和意义

国内研究现状国内在圆柱形阳极层霍尔推力器的研究方面取得了一定的进展，但在内磁极刻蚀方面的研究相对较少。目前，国内的研究主要集中在推力器的性能优化和寿命延长方面，对内磁极刻蚀的机理和影响因素等方面的研究还不够深入。国外研究现状国外在圆柱形阳极层霍尔推力器的研究方面相对较为成熟，对内磁极刻蚀的研究也较为深入。国外的研究主要集中在内磁极材料的选取、刻蚀机理的探讨以及抑制刻蚀的方法等方面。发展趋势随着航天技术的不断发展，对圆柱形阳极层霍尔推力器的性能要求将不断提高。未来，内磁极刻蚀的研究将更加注重机理的深入探讨和抑制方法的创新，以实现推力器性能的优化和寿命的延长。国内外研究现状及发展趋势

研究目的和内容本研究旨在通过对圆柱形阳极层霍尔推力器内磁极刻蚀的深入研究，揭示其刻蚀机理和影响因素，提出有效的抑制刻蚀的方法，为优化推力器性能和延长使用寿命提供理论支持和技术指导。研究目的本研究将采用理论分析、数值模拟和实验研究相结合的方法，对圆柱形阳极层霍尔推力器内磁极的刻蚀问题进行深入研究。具体内容包括：建立内磁极刻蚀的数学模型，分析刻蚀机理和影响因素；通过数值模拟，研究不同工况下内磁极的刻蚀规律；开展实验研究，验证理论分析和数值模拟的正确性，并探索抑制刻蚀的有效方法。研究内容

圆柱形阳极层霍尔推力器概述02

结构组成圆柱形阳极层霍尔推力器主要由阳极、阴极、磁场系统和放电室等部分组成。工作原理基于霍尔效应，通过强磁场约束电子，在阳极和阴极之间形成电位差，使电子在强磁场中做回旋运动，与中性气体原子碰撞电离产生离子，离子在电场作用下加速喷出产生推力。推力器结构和工作原理

内磁极在推力器中的作用磁场约束内磁极产生的磁场对电子进行约束，防止电子直接向阳极运动而损失能量。电场分布内磁极的形状和位置影响放电室内的电场分布，从而影响离子的加速和喷出效率。散热作用内磁极通常采用导热性能良好的材料制成，有助于将阳极产生的热量传导出去，保证推力器的正常工作。

内磁极刻蚀对推力器性能的影响刻蚀形貌内磁极的刻蚀形貌直接影响其磁场分布和电场强度，进而影响离子的加速和喷出效率。刻蚀均匀性内磁极刻蚀的均匀性对推力器的性能稳定性至关重要，不均匀的刻蚀会导致磁场和电场的不均匀分布，从而影响离子的加速和喷出效率。刻蚀深度刻蚀深度影响内磁极的磁场强度和分布范围，过浅或过深的刻蚀深度都会导致推力器性能下降。材料选择内磁极材料的选择也影响其刻蚀效果和推力器性能。需要选择具有高导热性、良好机械强度和耐刻蚀性的材料。

内磁极刻蚀实验设计03

采用高纯度石墨或碳纤维复合材料，具有良好的导电性和耐腐蚀性。阳极层材料高精度激光刻蚀机或离子束刻蚀机，能够实现微米级别的精细加工。刻蚀设备真空室、气体供应系统、温度控制系统等，用于提供实验所需的环境条件。辅助设备实验材料和设备

将阳极层材料切割成适当大小的样品，并进行清洗和干燥处理。样品准备根据实验需求，设计内磁极的刻蚀图案，包括形状、尺寸和分布等。刻蚀图案设计选择合适的激光或离子束参数，如功率、频率、扫描速度等，以获得所需的刻蚀深度和精度。刻蚀参数设置实时监测刻蚀过程中的温度、气压和刻蚀深度等参数，确保实验的准确性和可重复性。刻蚀过程监控实验方法和步骤

通过调整功率、频率和扫描速度等参数，控制刻蚀深度和精度。激光或离子束参数保持真空室内的气压和温度稳定，避免气体成分和温度变化对实验结果的影响。环境条件考虑阳极层材料的导电性、耐腐蚀性和热稳定性等特性，选择合适的材料和加工参数。样品特性详细记录实验过程中的各项参数和数据，采用专业软件进行数据分析和处理，以获得准确可靠的实验结果。数据记录和分析实验参数和变量控制

内磁极刻蚀实验结果分析04

通过SEM（扫描电子显微镜）观察发现，圆柱形阳极层霍尔推力器的内磁极表面呈现出典型的刻蚀形貌，包括凹槽、台阶和微裂纹等。进一步的分析表明，刻蚀区域的微观结构发生了显著变化，如晶粒细化、相变和应力释放等。这些变化对推力器的性能和使用寿命有重要影响。刻蚀形貌和微观结构分析微观结构刻蚀形貌

刻蚀深度和宽度测量刻蚀深度通过激