离子启动机中空负极寿数展望
中空负极是离子启动机的心脏，其寿数间接决议离子启动机零碎的寿数。眼前，国内上离子启动机的天空验证寿数曾经从10000h扩大到30000h,航行验证曾经达成16000h。对准我国15年寿数的通信卫星南北地位维持的使命，在思忖备份的状况下,中空负极寿数牢靠寿数无须达成10000h之上。在试验钻研的根底上，继续中空负极寿数展望,并依据展望后果优化研制计划，可较大幅度升高中空负极研制利润，普及研制效率。白文联合兰州物理钻研所3500h中空负极寿数试验后果,对中空负极寿数继续了展望钻研。1、尝试安装及步骤1.1、中空负极
兰州物理所设计的中空负极的构造参数在08年投稿在真空技能网中“20cm氙离子启动机中空负极3000h寿数尝试”一文曾经详尽注明。该中空负极的发射体采纳LaB6资料制成。发射体内径2mm,长短8mm,外径4mm。LaB6的突出特点是抗酸中毒威力强，其抗酸中毒阈值比传统的钡钨负极高2~3个单位级。LaB6在600℃以次，不会与大气产生反响，可长期在大气条件中贮存。基于之上特点，LaB6中空负极利用于离子启动机可带来两上面好处，其一，可升高对离子启动机工质纯度的务求，其二，可大幅抓紧离子启动机贮存对条件的务求。因而，LaB6中空负极曾经导致海内外的注重。1.2、尝试条件及程序
寿数尝试在兰州物理钻研所Ts1000设施的真空室中继续，尝试采纳三极管构造。三极管构造的详尽参数曾经详尽讲述。尝试内中结束前，率先将真空室本底抽至8×10-4Pa；而后，向负极管中通入Xe气，负极加热器加电，当发射体被加热到1800K之上时，触持极加800V低压，兑现中空负极点火；点火顺利后，开启阳极电源，居中空负极中引出直流电，那时，负极加热器断电，负极兑现自持尖端放电。
尝试中，通入到负极的Xe流率维持在0.1mg/s，此时真空室真空度稳固在2×10-3Pa；阳极采纳稳流电源将尖端放电直流电（即发射直流电）维持在额外直流电5.00A，经过监测阳极电压（即尖端放电电压）随尝试工夫的变迁关系，主宰负极状态的变迁。尝试中采纳的Xe纯度为99.9996%。2、寿数尝试后果
3500h寿数尝试的状况在下文中曾经详尽讲述，在3500h寿数尝试后，中空负极性能稳固，依然可接续畸形作业。为继续寿数展望，对中空负极组件继续理解剖综合。解剖综合表明，在中空负极各零元件中，发射体变迁最显然，涌现了可见的亏耗，通过测量，发射体内径从2mm变迁到2.30mm,外直径无变迁,即整个寿数尝试期间，发射体消费了0.15mm，均匀消费速率为42.85μm/1000h。3、寿数展望3.1、多少点假如
第一，因LaB6发射体尺寸较小，且其热导率很高，故假如整个发射体的名义热度匀称,各点直流电发射密度相反；
第二，因本尝试中采纳的工质气体Xe纯度高达99.9995%，假如工质气体与负极各零元件不产生化学反响；
其三，因中空负极尖端放电电压在30V以次，产生的Xe离子能量不胜于30eV,不会对发射体产生溅射，因而，假如挥发是发射体亏耗的绝无仅有路径；
第四，依据3500h中空负极寿数尝试的后果，发射体是寿数尝试中变迁最显然的整机，因而，假如发射体寿数是制约中空负极寿数的首要成分;
第七，依据LaB6资料的电子发射原理，LaB6挥发亏耗的内中与发射体名义复旧内中彻底同步，因而，假如直至发射体亏耗殆尽，发射体寿数才终止。3.2、寿数模子
依据之上假如，经过划算发射体消费殆尽所需工夫，即可划算发射体寿数。发射体在支取相反直流电密度状况下，其挥发速率有所相反。上面对发射体发射直流电密度与挥发速率之间的关系继续了推导。式(1)是发射体直流电密度划算公式。依据真空技能网另文中讲述，对LaB6发射体，发射常数取30A/(cm2K2)，发射体名义逸出功取2.66；中空负极内肖特基效应导致的逸出功缩小量约为0.05eV。
式中Je———发射直流电密度，A/cm2
A———发射常数，A（/cm2.K2）
T———发射体名义热度，K
φ———发射体名义逸出功，eV
φs———肖特基效应导致的逸出功缩小量，eV
K———波兹曼常数，1.381×10-23J·K
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