本发明专利技术涉及一种可使用氙气、氪气、氩气的小功率空心阴极，包括电子发射体、阴极顶、阴极管、加热丝、加热陶瓷、热屏、触持极；与现有技术相比，本发明专利技术提供了一种空心阴极结构，尤其涉及一种可使用氙气、氪气、氩气的小功率空心阴极，用于小功率霍尔推力器；通过对阴极顶孔径比、阴极孔径和电子发射体内径比、阴极顶斜切面角度设计、热屏设计减少了阴极管的热损失，也增加了工质气体在阴极运行时能够产生自持的能量，达到了在小功率的情况下自持运行的平衡，具有结构紧凑、寿命长、可调设计、可适用多种工质气体的特点。种工质气体的特点。种工质气体的特点。
【技术实现步骤摘要】
一种可使用氙气、氪气、氩气的小功率空心阴极
[0001]本专利技术涉及一种空心阴极结构，尤其涉及一种可使用氙气、氪气、氩气的小功率空心阴极。
技术介绍
[0002]电推力器是现在最广泛使用的电推进系统的核心部件，现阶段主要使用工质气体为氙气，而氪气具有更低的成本和大气中更高的含量的特点也使氪气作为霍尔推力器工质气体的焦点之一，氪气相比氙气具有更难电离的特点；空心阴极作为电推力器核心部件，主要是通过发射电子电离工质气体产生等离子体为电推力器提供电子源，是决定电推力器寿命和可靠性的关键，而在小功率的情况如何使用更难电离的工质气体却能够保持自持加热是空心阴极的重要困难点。
技术实现思路
[0003]为此，本专利技术提供一种可使用氙气、氪气、氩气的小功率空心阴极，用以解决上述背景中提到的问题。
[0004]本专利技术提供一种可使用氙气、氪气、氩气的小功率空心阴极，包括：包括电子发射体、阴极顶、阴极管、加热丝、加热陶瓷、热屏、触持极；其中：
[0005]所述阴极顶为有一定厚度的圆盘状结构，其中心开设有小孔，小孔两端为斜切面，圆盘状结构的上下面对称；
[0006]所述阴极管为耐热金属空心管，所述阴极管顶端与所述阴极顶焊在一起，且所述阴极顶上小孔与阴极管内径同轴设置；
[0007]所述电子发射体的外径与所述阴极管的内径套合，电子发射体与阴极管同轴设置；
[0008]所述加热陶瓷内径与所述阴极管外径相同并套在阴极管外部，并靠外径部分设有螺纹凹槽；
[0009]所述加热丝均匀缠绕在所述加热陶瓷上的螺纹凹槽内，并保持贴设置；
[0010]所述热屏为耐热金属箔片缠绕5
‑
10圈包裹所述加热丝和所述加热陶瓷，并与加热丝和加热陶瓷不贴合，所述热屏与所述阴极管为同轴设置；
[0011]所述触持极为金属或石墨薄壁圆柱，一端设有圆盘用以盖住，所述圆盘中心开设有通孔，所述触持极与所述阴极管为同轴设置。
[0012]进一步地，所述电子发射体为六硼化镧或钡钨发射体，所述电子发射体外径与阴极管内径套合，电子发射体与阴极管同轴，选用六硼化镧则需要在六硼化镧和阴极管内壁面之间有石墨薄片隔开，选用钡钨发射体则直接贴合。
[0013]进一步地，所述阴极顶的小孔内径与长度之比为1：3至1：8。
[0014]进一步地，所述阴极顶斜切面角度为15至45度，靠阴极管内部面斜切面角度可为0度。
[0015]进一步地，所述阴极顶的小孔内径与电子发射体内径之比为1：8至1：30。
[0016]进一步地，所述触持极通孔孔径与阴极顶的小孔孔径之比为4：1至8：1。
[0017]与现有技术相比，本专利技术提供了一种空心阴极结构，尤其涉及一种可使用氙气、氪气、氩气的小功率空心阴极，用于小功率霍尔推力器；通过对阴极顶孔径比、阴极孔径和电子发射体内径比、阴极顶斜切面角度设计、热屏设计减少了阴极管的热损失，也增加了工质气体在阴极运行时能够产生自持的能量，达到了在小功率的情况下自持运行的平衡，具有结构紧凑、寿命长、可调设计、可适用多种工质气体的特点。
附图说明
[0018]图1为本专利技术所述的一种可使用氙气、氪气、氩气的小功率空心阴极的剖视图。
[0019]图示标号为：阴极管1、电子发射体2、阴极顶3、加热陶瓷4、加热丝5、热屏6、触持极7。
具体实施方式
[0020]为了使本专利技术的目的和优点更加清楚明白，下面结合实施例对本专利技术作进一步描述；应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0021]下面参照附图来描述本专利技术的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本专利技术的技术原理，并非在限制本专利技术的保护范围。
[0022]需要说明的是，在本专利技术的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。
[0023]此外，还需要说明的是，在本专利技术的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。
[0024]以下结合附图对本专利技术作进一步详细说明。
[0025]本专利技术所述一种可使用氙气、氪气、氩气的小功率空心阴极包括阴极管1、电子发射体2、阴极顶3、加热陶瓷4、加热丝5、热屏6、触持极7；所述阴极管1为阶梯型圆柱形结构，阴极管1内壁面与电子发射体2外壁面结合，且阴极管1内阶梯面与电子发射体2端面贴合，阴极管1与电子发射体2需保证同轴；阴极顶3与电子发射体2另一端贴合，且阴极顶3与阴极管1焊接保证焊缝不泄露，阴极顶3小孔需与阴极管1保证同轴；加热陶瓷4内表面与阴极管1外表面结合且固定；加热丝5均匀缠绕在加热陶瓷4外表面螺纹内保证贴合，加热陶瓷4作为绝缘和热传导材料；热屏6为多层金属箔片裹成圆柱形包裹上述部分，热屏6需与上述部分无接触，避免热量由接触点传导；触持极7为金属或石墨薄壁圆柱，包裹上述部分，触持极7圆柱和小孔与阴极管1保证同轴，且触持极7与阴极管1、阴极顶3、加热陶瓷4、加热丝5、热屏6无接触，以避免短路及热传导。
[0026]在本实施方式中，所述一种可使用氙气、氪气、氩气的小功率空心阴极的一个突出
特征是阴极顶采用双面斜切设计，斜切角度为25度，阴极顶孔径与长度比为1：5，阴极顶孔径与电子发射体内径比为1：16，阴极顶孔径和触持极孔径比为1：6。
[0027]在上述设计下空心阴极可以良好的分别在使用氙气、氪气、氩气下进行稳定的放电。
[0028]至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本专利技术的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本专利技术的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本专利技术的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征做出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本专利技术的保护范围之内。
[0029]以上所述仅为本专利技术的优选实施例，并不用于限制本专利技术；对于本领域的技术人员来说，本专利技术可以有各种更改和变化。凡在本专利技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本专利技术的保护范围之内。
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【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种可使用氙气、氪气、氩气的小功率空心阴极，其特征在于，包括电子发射体、阴极顶、阴极管、加热丝、加热陶瓷、热屏、触持极；其中：所述阴极顶为有一定厚度的圆盘状结构，其中心开设有小孔，小孔两端为斜切面，圆盘状结构的上下面对称；所述阴极管为耐热金属空心管，所述阴极管顶端与所述阴极顶焊在一起，且所述阴极顶上小孔与阴极管内径同轴设置；所述电子发射体的外径与所述阴极管的内径套合，电子发射体与阴极管同轴设置；所述加热陶瓷内径与所述阴极管外径相同并套在阴极管外部，并靠外径部分设有螺纹凹槽；所述加热丝均匀缠绕在所述加热陶瓷上的螺纹凹槽内，并保持贴设置；所述热屏为耐热金属箔片缠绕5
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10圈包裹所述加热丝和所述加热陶瓷，并与加热丝和加热陶瓷不贴合，所述热屏与所述阴极管为同轴设置；所述触持极为金属或石墨薄壁圆柱，一端设有圆盘用以盖...
【专利技术属性】
技术研发人员：潘海林，王杰川，
申请(专利权)人：北京星辰空间科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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