CN112941386A - 一种用于磁等离子体动力推力器的阴极 - Google Patents
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Abstract
一种用于磁等离子体动力推力器的阴极，在钨电极中添加纳米氧化物、合金元素、具有磁响应的金属元素。纳米氧化物在工作过程中，及时迁移、扩散到电极表面，以补充表面蒸发损失了的氧化物，电极表面上的氧化物颗粒容易引发放电，随后的放电过程容易在这些氧化物上发生。添加金属合金元素可以提高电极的密度、强韧性和热稳定性，还可以降低烧蚀，控制氧化物的扩散。添加具有磁响应的金属元素，可以提高电极的密度、强韧性、磁响应性和热稳定性，还可以降低烧蚀，控制氧化物的扩散。复合掺杂能够利用不同氧化物和金属元素之间的协同作用效应，有利于电极综合性能的提高。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于磁等离子体动力推力器的阴极，属于磁动力技术领域。
背景技术
随着载人深空探测技术的不断发展，推进技术是其中最为关键的技术之一，要求有效载荷质量大、航天器运行平稳，航行时间尽量短，因此需要大推力的推进技术。其中磁等离子体动力推力器(MPDT)具有很高的推力密度、容易实现大功率、工作电压低、结构简单、和可应用的推进剂种类多等优点。在MPDT中，阴极应用在高电流放电等恶劣热环境中，是限制整个MPDT推力器寿命的关键部件。然而现有MPDT推力器阴极存在局部严重烧蚀、熔融、断裂、寿命短等问题，难以满足MPDT推力器中等离子体的长时间维持。
MPDT电极烧蚀工作面主要分布在电极端部，主要原因是采用纯钨作为阴极，纯钨阴极发射效率低，在工作状态下必需保持表面的高温才能维持足够的电子发射，表面的高温导致阴极温度场分布不均匀、开裂以及表面熔融，另外保护气体中的氧含量也是导致阴极表面严重质量损失的主要因素。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：针对现有技术中的传统MPDT推力器因阴极本电子发射效率低，需要高温维持带来的阴极开裂以及表面熔融问题，提出纳米复合掺杂磁等离子体动力推力器阴极的组合物及其制备方法，保证了阴极的电子发射效率和抗烧蚀能力，提高了阴极的寿命。
本发明目的通过以下技术方案予以实现：
一种用于磁等离子体动力推力器的阴极的组合物，以质量百分数计，所述组合物由以下化合物构成：
质量百分数不超过20％的掺杂氧化物和合金元素；
质量百分数不超过5％的具有磁响应金属元素；
其余为钨；
所述掺杂氧化物为La2O3、CeO2、ZrO2中的一种或多种组合；所述合金元素为Re、Nb、Ta中的一种或多种组合；所述具有磁响应金属元素为Fe、Co、Ni中的一种或多种组合。
上述组合物，优选的，钨粉粒径为0.5um～5.0um，氧含量≤40ppm。
上述组合物，优选的，掺杂氧化物粒径为50nm～500nm。
一种用于磁等离子体动力推力器的阴极的制备方法，利用上述组合物，包括如下步骤：
将钨粉、掺杂氧化物、合金元素、具有磁响应金属元素混合均匀后压制成型；
经通电烧结后进行锻造、热处理，最后制备成阴极。
上述制备方法，优选的，将原材料混合均匀后，进行冷压成型。
上述制备方法，优选的，压制成型后的制品，分多次锻造后进行热处理。
上述制备方法，优选的，锻造方法包括气锤锻造、热旋锻造。
上述制备方法，优选的，压制成型的棒材直径为25mm～60mm，通电烧结时间为2h～5h。
上述制备方法，优选的，气锤锻造的条件为：锻造力750kg以上，锻造时间为0.5h～1.0h。
一种用于磁等离子体动力推力器的阴极，阴极采用钨电极，且在钨电极内，加入掺杂氧化物、合金元素、具有磁响应金属元素；
所述掺杂氧化物用于降低钨电极的材料的逸出功；所述合金元素用于降低烧蚀、控制掺杂氧化物的扩散；所述具有磁响应金属元素用于阴极在磁场作用下增强等离子体的产生效果。
上述阴极，优选的，所述掺杂氧化物为La2O3、CeO2、ZrO2中的一种或多种组合；所述合金元素为Re、Nb、Ta中的一种或多种组合；所述具有磁响应金属元素为Fe、Co、Ni中的一种或多种组合。
上述阴极，优选的，掺杂氧化物和合金元素的总和在阴极中的质量占比不超过20％。
上述阴极，优选的，掺杂氧化物的熔点和功函数均低于纯钨。
本发明相比于现有技术具有如下有益效果：
(1)、本发明提出的一种纳米复合掺杂磁等离子体动力推力器阴极采取添加具有较高熔点、较低逸出功和较小蒸发率的纳米氧化物和合金元素的方法，保证抗烧蚀性能的情况下，保持了较强的电子发射能力。
(2)、本发明提出的一种纳米复合掺杂磁等离子体动力推力器阴极添加两种或者两种以上纳米氧化物和合金元素，能够利用不同掺杂材料之间的协同作用效应，有利于阴极综合性能的提高。
(3)、本发明采取直接添加纳米氧化物和合金元素的方法，保证阴极中纳米掺杂尺寸和分布的均匀性。
(4)、本发明添加具有磁性能的金属元素，有利于磁等离子体动力推力器阴极在磁场作用下产生增强等离子体的效果。
附图说明
图1为本发明制备方法的步骤流程图。
图2为本发明电极的实物图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的实施方式作进一步详细描述。
实施例1：
一种纳米复合掺杂磁等离子体动力推力器阴极，直接添加纳米氧化物和合金元素以及具有磁相应的金属元素。添加氧化物的钨电极热发射稳定性和长寿命的关键在于氧化物的熔点和功函数比纯钨低，烧蚀速率比钨快，工作过程中，基体钨内的氧化物及时迁移、扩散到电极表面，以补充表面蒸发损失了的氧化物，电极表面上的氧化物颗粒容易引发放电，随后的放电过程容易在这些氧化物上发生。添加一定量的金属合金元素可以提高电极的密度、强韧性和热稳定性，还可以降低烧蚀，控制氧化物的扩散。添加一定量的金属合金元素可以提高电极的密度、强韧性、磁响应性和热稳定性，还可以降低烧蚀，控制氧化物的扩散。复合掺杂能够利用不同氧化物和金属元素之间的协同作用效应，有利于电极综合性能的提高。
所述的掺杂纳米氧化物具有较高熔点、较低逸出功和较小蒸发率等特点，例如CeO2、ZrO2和La2O3等。掺杂纳米氧化物和合金元素之间具有协同作用效应，有利于阴极综合性能的提高。所添加的La2O3、CeO2和ZrO2等纳米氧化物(即掺杂氧化物)的尺寸为50nm～500nm。
所述的合金元素具有可以降低烧蚀，控制氧化物的扩散的特点，例如Re、Nb、Ta等。此外掺杂氧化物和合金元素的总质量比不高于20％。
所述合金元素具有磁响应，如Fe、Co、Ni等。
所述的磁等离子体动力推力器阴极材料利用直接添加纳米氧化物和合金元素的方法，保证阴极中纳米掺杂尺寸和分布的均匀性。
一种纳米复合掺杂磁等离子体动力推力器阴极制备方法，包括原材料选取、原料混合、冷压、高温烧结、高温气锤锻造、加热旋锻、热处理、表面加工以及阴极加工等步骤。
冷压后的棒材长度约30～60cm，直径25～60mm，通电烧结2～5h。
在烧结后的棒材在1500℃高温下，施加750kg以上锻造力，锻造0.5h～1.0h左右，锻造后棒材直径15～45mm左右。、
在气锤锻造后的棒材热旋锻至直径12～35mm。
成品电极段直径11～34mm，长度60～80mm。
实施例2：
基于实施例1，利用粉末冶金法，通过将CeO2、ZrO2和La2O3等纳米氧化物，以及Re、Nb、Ta和具有磁响应的Fe、Co、Ni等合金元素与钨粉混合压制烧结，制备了一种纳米复合掺杂磁等离子体动力推力器阴极。该推力器阴极材料具有比钨电极更低的逸出功，大大降低了电极的工作温度，减轻烧蚀，稳定电弧等离子体，提高了推力器阴极的使用寿命。具体制备方法如图1所示。
纳米复合掺杂磁等离子体动力推进器阴极的制备包含原材料选取、原料混合、冷压、高温烧结、高温气锤锻造、加热旋锻、热处理、表面加工以及阴极加工9个阶段处理。
优选地，原材料的选取钨粉粒径0.5～5.0um左右，氧含量≤40ppm。
优选地，原材料选用La2O3、CeO2和ZrO2三种纳米氧化物其中一种及以上作为掺杂氧化物，有利于降低钨阴极材料的逸出功，降低阴极工作温度，减轻烧蚀，稳定电弧等离子体。
优选地，La2O3、CeO2和ZrO2等纳米氧化物的尺寸为50nm～500nm。
优选地，原材料选用Re、Nb、Ta三种合金元素其中一种及以上作为掺杂合金元素，可以提高电极的密度、强韧性和热稳定性，还可以降低烧蚀，控制氧化物的扩散。
优选地，原材料选用Fe、Co、Ni三种磁响应元素中其中一种及以上作为掺杂元素，以提高阴极的磁响应能力，增强不同掺杂物之间的协同作用，稳定电弧等离子体。
优选地，钨粉和氧化物以及合金元素粉末的混合中，掺杂氧化物和合金元素的总质量比不高于5％。
优选地，原料的混合要在混料机中混合搅拌12h以上，以保证掺杂纳米氧化物和金属的尺寸和分布均匀性。
优选地，混合后的粉体材料装入胶套，在250MPa左右压力下等静压压制成型。
优选地，冷压后的棒材长度约30～60cm，直径25～60mm，通电烧结2～5h。
优选地，烧结后的棒材在1500℃高温下，施加750kg以上锻造力，锻造0.5h～1.0h左右，锻造后棒材直径15～45mm左右。
优选地，气锤锻造后的棒材热旋锻至直径12～35mm。
优选地，将热旋锻后的棒材热处理15min–60min。
优选地，将棒材表面的氧化物通过切削去除，打磨干净，制备成图2所示电极段，电极段直径11～34mm，长度60～80mm。
优选地，将打磨后的棒材进行车铣钻镗等加工，制备成图所示推力器阴极。
实施例3：
一种用于磁等离子体动力推力器的阴极的组合物，以质量百分数计，所述组合物由以下化合物构成：
质量百分数不超过20％的掺杂氧化物和合金元素；
质量百分数不超过5％的具有磁响应金属元素；
其余为钨；
所述掺杂氧化物为La2O3、CeO2、ZrO2中的一种或多种组合；所述合金元素为Re、Nb、Ta中的一种或多种组合；所述具有磁响应金属元素为Fe、Co、Ni中的一种或多种组合。
优选的，钨粉粒径为0.5um～5.0um，氧含量≤40ppm。
优选的，掺杂氧化物粒径为50nm～500nm。
一种用于磁等离子体动力推力器的阴极的制备方法，利用上述组合物，包括如下步骤：
将钨粉、掺杂氧化物、合金元素、具有磁响应金属元素混合均匀后压制成型；
经通电烧结后进行锻造、热处理，最后制备成阴极。
优选的，将原材料混合均匀后，进行冷压成型。
优选的，压制成型后的制品，分多次锻造后进行热处理。
优选的，锻造方法包括气锤锻造、热旋锻造。
优选的，压制成型的棒材直径为25mm～60mm，通电烧结时间为2h～5h。
优选的，气锤锻造的条件为：锻造力750kg以上，锻造时间为0.5h～1.0h。
一种用于磁等离子体动力推力器的阴极，阴极采用钨电极，且在钨电极内，加入掺杂氧化物、合金元素、具有磁响应金属元素；
所述掺杂氧化物用于降低钨电极的材料的逸出功；所述合金元素用于降低烧蚀、控制掺杂氧化物的扩散；所述具有磁响应金属元素用于阴极在磁场作用下增强等离子体的产生效果。
优选的，所述掺杂氧化物为La2O3、CeO2、ZrO2中的一种或多种组合；所述合金元素为Re、Nb、Ta中的一种或多种组合；所述具有磁响应金属元素为Fe、Co、Ni中的一种或多种组合。
优选的，掺杂氧化物和合金元素的总和在阴极中的质量占比不超过20％。
优选的，掺杂氧化物的熔点和功函数均低于纯钨。
本发明说明书中未作详细描述的内容属本领域技术人员的公知技术。
本发明虽然已以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出可能的变动和修改，因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化及修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。
Claims (13)
1.一种用于磁等离子体动力推力器的阴极的组合物，其特征在于，以质量百分数计，所述组合物由以下化合物构成：
质量百分数不超过20％的掺杂氧化物和合金元素；
质量百分数不超过5％的具有磁响应金属元素；
其余为钨；
所述掺杂氧化物为La2O3、CeO2、ZrO2中的一种或多种组合；所述合金元素为Re、Nb、Ta中的一种或多种组合；所述具有磁响应金属元素为Fe、Co、Ni中的一种或多种组合。
2.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于，钨粉粒径为0.5um～5.0um，氧含量≤40ppm。
3.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于，掺杂氧化物粒径为50nm～500nm。
4.一种用于磁等离子体动力推力器的阴极的制备方法，其特征在于，利用权利要求1～3中任一项所述的组合物，包括如下步骤：
将钨粉、掺杂氧化物、合金元素、具有磁响应金属元素混合均匀后压制成型；
经通电烧结后进行锻造、热处理，最后制备成阴极。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，将原材料混合均匀后，进行冷压成型。
6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，压制成型后的制品，分多次锻造后进行热处理。
7.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，锻造方法包括气锤锻造、热旋锻造。
8.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，压制成型的棒材直径为25mm～60mm，通电烧结时间为2h～5h。
9.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，气锤锻造的条件为：锻造力750kg以上，锻造时间为0.5h～1.0h。
10.一种用于磁等离子体动力推力器的阴极，其特征在于，阴极采用钨电极，且在钨电极内，加入掺杂氧化物、合金元素、具有磁响应金属元素；
所述掺杂氧化物用于降低钨电极的材料的逸出功；所述合金元素用于降低烧蚀、控制掺杂氧化物的扩散；所述具有磁响应金属元素用于阴极在磁场作用下增强等离子体的产生效果。
11.根据权利要求10所述的一种用于磁等离子体动力推力器的阴极，其特征在于，所述掺杂氧化物为La2O3、CeO2、ZrO2中的一种或多种组合；所述合金元素为Re、Nb、Ta中的一种或多种组合；所述具有磁响应金属元素为Fe、Co、Ni中的一种或多种组合。
12.根据权利要求10所述的一种用于磁等离子体动力推力器的阴极，其特征在于，掺杂氧化物和合金元素的总和在阴极中的质量占比不超过20％。
13.根据权利要求10所述的一种用于磁等离子体动力推力器的阴极，其特征在于，掺杂氧化物的熔点和功函数均低于纯钨。
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Citations (7)
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|---|---|---|---|---|
| CN1410573A (zh) * | 2002-10-24 | 2003-04-16 | 西安交通大学 | 合金元素添加钨氧化物电极材料及其制备工艺 |
| CN101880808A (zh) * | 2010-08-11 | 2010-11-10 | 北京科技大学 | 一种纳米氧化物弥散增强超细晶钨基复合材料的制备方法 |
| WO2011049049A1 (ja) * | 2009-10-19 | 2011-04-28 | 日本タングステン株式会社 | タングステン陰極材料 |
| CN105518169A (zh) * | 2014-10-20 | 2016-04-20 | 中南大学 | 一种稀土氧化物弥散强化细晶钨材料的制备方法 |
| CN106801178A (zh) * | 2016-12-30 | 2017-06-06 | 深圳市威勒科技股份有限公司 | 一种钨合金材料及其制备方法 |
| CN109338160A (zh) * | 2018-11-08 | 2019-02-15 | 钢铁研究总院 | 一种可铸锻固溶体钨合金及制备方法 |
| CN110520961A (zh) * | 2017-03-31 | 2019-11-29 | 联合材料公司 | 钨电极材料 |
-
2021
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Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1410573A (zh) * | 2002-10-24 | 2003-04-16 | 西安交通大学 | 合金元素添加钨氧化物电极材料及其制备工艺 |
| WO2011049049A1 (ja) * | 2009-10-19 | 2011-04-28 | 日本タングステン株式会社 | タングステン陰極材料 |
| CN101880808A (zh) * | 2010-08-11 | 2010-11-10 | 北京科技大学 | 一种纳米氧化物弥散增强超细晶钨基复合材料的制备方法 |
| CN105518169A (zh) * | 2014-10-20 | 2016-04-20 | 中南大学 | 一种稀土氧化物弥散强化细晶钨材料的制备方法 |
| CN106801178A (zh) * | 2016-12-30 | 2017-06-06 | 深圳市威勒科技股份有限公司 | 一种钨合金材料及其制备方法 |
| CN110520961A (zh) * | 2017-03-31 | 2019-11-29 | 联合材料公司 | 钨电极材料 |
| CN109338160A (zh) * | 2018-11-08 | 2019-02-15 | 钢铁研究总院 | 一种可铸锻固溶体钨合金及制备方法 |
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