空心阴极加热器保温组件的制作方法

本发明属于真空电子、电推进技术领域，特别涉及用于空间电推进的空心阴极加热器保温组件。

背景技术：

电推进是利用电能加热、电离和加速工质形成反推力以推动航天器的技术。在电推进器件中，空心阴极主要起提供稳定离子源和中和羽流的作用，是电推进器件的核心组件。空心阴极由阴极管、顶板、发射体、加热器和触持极组成。其工作时，需将加热器通入加热电流，将发射体加热，待将发射体加热到一定温度后，在触持极加点火电压，产生气体放电，形成等离子体，建立自持放电，将电子或离子加速引出时即可形成反作用力推动航天器。加热器的效率高低对空心阴极的寿命有很大影响。目前用于电推进的空心阴极所用的加热器大多直接采用耐高温的金属层作热屏，热损耗较大，加热效率低。

技术实现要素：

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种能有效降低热损耗、提高加热效率的用于空心阴极加热器保温组件。

为实现上述发明目的，本发明技术方案如下：

一种空心阴极加热器保温组件，包括：内外两层肋板、肋板底部的底盖、肋板顶部的顶盖，所述肋板、底盖、顶盖构成空心腔体，最内层的肋板内部的腔体用于放置空心阴极，所述两层肋板之间设有保温填充物，所述保温填充物选自碳纳米管、碳纤维、石墨粉、石墨片其中的一种或多种，填充物由底盖和顶盖密闭。

作为优选方式，所述保温填充物为碳纤维。

碳钎维直径只有10微米左右，导热率低，疏松填充的碳钎维之间接触面积小，因此，用碳钎维作为隔热填充材料可有效降低热损失速率。另一方面，碳的熔点为3500℃，碳纤维的耐温性好，化学性质稳定，已经被用作高温电热丝，高温下不会出现熔化或结块现象，这有利于保持填充物始终处于疏松状态。

作为优选方式，所述保温填充物充满整个填充空间，且其压缩体积为填充空间体积的1/2-2/3，以获得最优的保温效果且减少保温填充物材料的浪费。

作为优选方式，所述两层肋板为石墨或金属材料的肋板。

作为优选方式，所述两层肋板选自钨、钽、钼、不锈钢肋板其中的一种或两种。

作为优选方式，所述两层肋板的材料不相同。

作为优选方式，所述内外两层肋板都为圆筒形。

本发明的有益效果为：本发明可有效阻止保温组件内空心阴极的热量向外扩散，提高了加热器的加热效率。

附图说明

图1为本发明两层肋板之间的保温填充物的示意图。

图2为肋板为圆筒形的横截面示意图。

其中1为内层肋板，2为外层肋板，3为保温填充物，4为底盖，5为顶盖。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。

一种空心阴极加热器保温组件，包括：内层肋板1、内层肋板1外部的外层肋板2、肋板底部的底盖4、肋板顶部的顶盖5，所述内外两层肋板都为圆筒形。所述肋板、底盖、顶盖构成空心腔体，最内层的肋板内部的腔体用于放置空心阴极，所述两层肋板之间设有保温填充物3，所述保温填充物选自碳纳米管、碳纤维、石墨粉、石墨片其中的一种或多种。底盖和顶盖是圆环状，用于密闭两层肋板之间的填充物。

优选的，所述保温填充物为碳纤维，充满整个填充空间，且其压缩体积为填充空间体积的1/2-2/3。

所述两层肋板为石墨或金属材料的肋板。当为金属材料时，所述两层肋板优选自钨、钽、钼、不锈钢肋板其中的一种或两种。所述两层肋板的材料不相同，也可以相同。

上述空心阴极加热器保温组件的制备方法包括如下步骤：

1)制作圆筒形内层肋板1。采用钽箔材料，将内层肋板加工为圆筒形。

2)制作圆筒形外层肋板2。用石墨材料的外层肋板2加工成圆筒形，圆筒的直径大于内层肋板形成的圆筒直径。

3)焊接固定。将外层肋板圆筒套装在内层肋板圆筒的外侧，并将底盖4和两层肋板底部焊接密封。

4)灌装填充物。将保温填充物从肋板顶部灌入两层肋板之间。

5)组件密封。将顶盖5盖于两层肋板顶部固定。之后便可将空心阴极置于圆筒最内层腔体中加热处理。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。