[实用新型]一种能降低真空电弧推力器起弧能量的无触发式电极

说明书

本实用新型提供了一种能降低真空电弧推力器起弧能量的无触发式电极，解决了现有真空电弧推力器起弧所需能量大，以及电源结构复杂，电源尺寸重量大的问题。该无触发式电极，包括阳极和阴极，所述阳极为圆柱状；所述阴极为同轴套设在阳极外部的圆筒状；所述阴极与阳极之间还设置有圆筒状的绝缘介质，且所述阴极和阳极均与绝缘介质接触；所述绝缘介质暴露的表面上涂覆一层导电材料。本实用新型采用无触发式放电方式，增加产生闪络电弧的概率，极大程度降低了真空电弧推力器起弧所需要的能量，简化电源结构，减小电源尺寸与重量，拓展了真空电弧推力器的应用领域，使真空电弧推力器具有更高的应用价值。

技术领域

本实用新型属于真空电弧推力器技术领域，具体涉及一种能降低真空电弧推力器起弧能量的无触发式电极，适用于真空电弧推力器的点火启动。

背景技术

真空电弧推力器作为一种新型的高比冲、低功率、小型化微推力系统，越来越多的被考虑作为微纳卫星平台的动力来源。

真空电弧推力器使用的传统电极中，阴极与阳极均为圆柱状，因两者为同轴相对设置，且之间存在真空间隙，使得真空电弧推力器起弧需要的能量非常大，例如真空环境下，阴极与阳极相距1毫米的间隙，起弧电压可达30千伏，需要的功率高达千瓦量级。因此，对电源的要求很高，电源的结构较为复杂，尺寸重量很大，如此导致真空电弧推力器的整个系统庞杂。

实用新型内容

本实用新型的目的在于解决现有技术的不足之处而提供一种能降低真空电弧推力器起弧能量的无触发式电极。

为实现上述目的，本实用新型提供的技术解决方案是：

一种能降低真空电弧推力器起弧能量的无触发式电极，其特殊之处在于，包括阳极和阴极，所述阳极为圆柱状；所述阴极为同轴套设在阳极外部的圆筒状；所述阴极与阳极之间还同轴设置有圆筒状的绝缘介质，且所述阴极和阳极均与绝缘介质接触，所述绝缘介质的上表面涂覆有一层导电材料。

进一步地，所述阴极与阳极之间的间隙距离为0.1mm～2mm。

进一步地，所述绝缘介质为陶瓷。

进一步地，所述导电材料为石墨，厚度为10μm～800μm。

进一步地，所述阴极与阳极之间的阻值范围为1Ω～100KΩ。

进一步地，采用气相薄膜沉积法将石墨涂覆在陶瓷上。

本实用新型的工作原理及有益效果：

本实用新型采用无触发式放电方式，将圆柱状的阳极与圆筒状的绝缘介质、圆筒状的阴极同轴地沿径向由内向外设置，且阴极与阳极均与绝缘介质接触，并在绝缘介质的上表面上涂覆有一层导电材料，以在阴极与阳极之间搭建电流桥路，允许电流通过。由于金属本身具有的特性，其表面具有金属颗粒凸起，当阳极端加载较高的电压时，在阴极与绝缘介质接触的凸起处，集中产生大量的焦耳热，使阴极金属汽化，产生一定量的金属蒸汽，大幅度增加产生闪络电弧的概率，有效降低真空电弧推力器的起弧电压和起弧电流，将起弧电压由通常的千伏量级降至百伏量级，所需功率降至瓦级，极大程度降低了真空电弧推力器起弧所需要的能量，简化电源结构，减小电源尺寸与重量，同时也拓展了真空电弧推力器的应用领域，使真空推力器具有更高的应用价值。

附图说明

图1为本实用新型实施例中电极的局部结构示意图；

图2为图1的A处放大图。

附图标记为：1-阴极；2-阳极；3-陶瓷；4-石墨；5-凸起。

具体实施方式

以下结合附图及具体实施例对本实用新型进行清楚、完整的说明：