一种离子发动机栅极组件溅射腐蚀一体化仿真计算方法及系统技术方案

技术编号:43865688 阅读:17 留言:0更新日期:2024-12-31 18:52
本发明专利技术公开了一种离子发动机栅极组件溅射腐蚀一体化仿真计算方法及系统,包括:通过采用分子动力学方法,建立离子‑原子碰撞物理模型,获得靶材内部入射粒子散射角参数;计算栅极材料差分溅射产额,获得不同入射角度下溅射靶原子在空间内的角分布特性;对栅极材料差分溅射产额进行空间积分,获得栅极材料的总溅射产额;基于PIC‑MCC方法建立PIC‑MCC数值计算仿真模型,将计算所得的栅极材料溅射原子空间分布及总溅射产额公式作为边界条件,代入PIC‑MCC数值计算仿真模型中,建立栅极组件溅射腐蚀一体化仿真模型,计算出栅极的腐蚀形貌。本发明专利技术实现栅极组件溅射、腐蚀过程的快速、准确、一体化预估计算。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于离子发动机栅极组件溅射腐蚀领域,具体涉及一种离子发动机栅极组件溅射腐蚀一体化仿真计算方法及系统


技术介绍

1、离子发动机由于其比冲高、寿命长、能重复启动的优势,被广泛应用于深空探测领域。栅极系统作为离子加速引出产生推力的关键部件,随着推力器运行,加速栅极形貌将发生腐蚀退移,从而导致栅极组件腐蚀失效,严重制约了离子推力器的性能以及服役寿命。

2、为了向更加深远的宇宙空间进行探测,需要栅极系统拥有更长的工作寿命。目前普遍通过将栅极材料由金属钼更换为碳碳材料的方式来实现栅极工作寿命的延长,但同时也导致栅极组件全寿命预估试验耗时长、效率低、成本高。为了加快离子发动机栅极组件的设计优化及型号迭代,亟需在较短的时间内实现对离子栅极组件工作性能及工作寿命的分析和预估。

3、目前国内外针对于碳碳栅极溅射的研究主要集中于组件级和材料级两个层面。在栅极组件腐蚀层面的研究中,由于没有考虑溅射原子的再沉积效应,导致目前的仿真模型预测的栅极组件腐蚀形貌精度仍然较低。在栅极材料溅射损伤层面的研究中,当前的研究主要集中于实验方面,且实验方面以总溅本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种离子发动机栅极组件溅射腐蚀一体化仿真计算方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的离子发动机栅极组件溅射腐蚀一体化仿真计算方法,其特征在于,所述S1中,获得靶材内部入射粒子散射角参数的方法包括:

3.根据权利要求1所述的离子发动机栅极组件溅射腐蚀一体化仿真计算方法,其特征在于,所述S2中,获得不同入射角度下溅射靶原子在空间内的角分布特性的方法包括:

4.根据权利要求1所述的离子发动机栅极组件溅射腐蚀一体化仿真计算方法,其特征在于,所述S3中,获得栅极材料的总溅射产额的方法包括:

5.根据权利要求1所述的离子发动机栅极...

【技术特征摘要】

1.一种离子发动机栅极组件溅射腐蚀一体化仿真计算方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的离子发动机栅极组件溅射腐蚀一体化仿真计算方法,其特征在于,所述s1中,获得靶材内部入射粒子散射角参数的方法包括:

3.根据权利要求1所述的离子发动机栅极组件溅射腐蚀一体化仿真计算方法,其特征在于,所述s2中,获得不同入射角度下溅射靶原子在空间内的角分布特性的方法包括:

4.根据权利要求1所述的离子发动机栅极组件溅射腐蚀一体化仿真计算方法,其特征在于,所述s3中,获得栅极材料的总溅射产额的方法包括:

5.根据权利要求1所述的离子发动机栅极组件溅射腐蚀一体化仿真计算方法,其特征在于,所述s4中,实现从栅极材料溅射损伤到栅极组件腐蚀形貌预测的一体化仿真计算的方法包括:

6.一种离子发动机栅极组件溅射腐蚀一体化仿真计算系统,其特...

【专利技术属性】
技术研发人员:苗龙杨统勋朱政羲陆昶袁浩翔
申请(专利权)人:北京理工大学
类型:发明
国别省市:

网友询问留言 已有0条评论
  • 还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。

1