[发明专利]一种六硼化镧空心阴极热子加热丝冷端引出方法

说明书

本发明一种六硼化镧空心阴极热子加热丝冷端引出方法：1)在热子加热丝冷端引出段采用多根金属丝与热子加热丝并排紧密排列；2)将并联排列的所有金属丝作为一个整体，在其外表面紧密包裹多层钽箔，并保证钽箔包裹以后的外径均匀，并将多层钽箔相互之间点焊固定。3)在钽箔外面套单根单孔陶瓷管，保证陶瓷管不能自由滑出；4)在陶瓷管外面包裹多层钽箔，陶瓷管两端各留出一部分不包裹钽箔，并将两层钽箔相互之间点焊固定。5)利用长条形钽箔将冷端引出段向阴极管拉紧固定。本发明能够有效降低冷端引出段的功率，降低冷端引出段的温度，防止热量向冷端回浸，并保证冷端的抗力学性能，防止冷端引出线在卫星发射过程中断裂。

技术领域

本发明涉及一种六硼化镧空心阴极热子加热丝冷端引出方法。

背景技术

航天电推力器用六硼化镧空心阴极具有电子发射电流密度大，对工作气体纯度要求低的优点。常见的六硼化镧空心阴极的结构见图1所示，主要由阴极管5、六硼化镧发射体4、阴极顶6、热子3、点火极1、隔热层2等零件组成。热子将一根加热丝通过陶瓷封装成空心圆柱形式(见图2)，对外甩出两根引线。热子通过空心圆柱套装在阴极管上，热子引线通过电流产生焦耳热效应，对阴极管内的六硼化镧发射体进行预热，待六硼化镧达到工作温度后，阴极开始工作，热子断电，承受阴极工作产生的热载荷作用。

六硼化镧发射体必须被加热到1650℃左右才能高效地发射电子，热子一般采用难熔金属钨铼加热丝作为热子的发热元件。为了保证钨铼加热丝对发射体进行有效集中的加热，热子加热丝冷端引出线的阻值必须远小于封装在热子内部的钨铼加热丝阻值，一般在5％以内。

目前热子为提高可靠性，使用的是一根完整的等直径的钨铼加热丝，热子体积小，热子内部封装的加热丝长度有限，热子安装位置距离阴极底板较远，热子到阴极底板之间的引出线比较长，这就导致引线电阻占比较大，很大一部分功率耗散在引出线上，不能对发射体进行加热，造成功率浪费，也导致阴极底板温度过高。

发明内容

本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种新的冷端引出方法，能够有效降低冷端引出段的功率，降低冷端引出段的温度，防止热量向冷端回浸，并保证冷端的抗力学性能，防止冷端引出线在卫星发射过程中断裂。

本发明的技术方案是：一种六硼化镧空心阴极热子加热丝冷端引出方法，包括：

1)在热子加热丝冷端引出段采用多根金属丝与热子加热丝并排紧密排列；

2)将步骤1)所述的并联排列的所有金属丝作为一个整体，在其外表面紧密包裹多层钽箔，并保证钽箔包裹以后的外径均匀，并将多层钽箔相互之间点焊固定，防止钽箔开口、松动。

3)在钽箔外面套单根单孔陶瓷管，保证冷端引出段刚好装进陶瓷管里并且陶瓷管不能自由滑出；陶瓷管内孔与钽箔外径的间隙配合，陶瓷管两端各露出冷端引出段一部分；

4)在陶瓷管外面包裹多层钽箔，包裹钽箔后的直径均匀，陶瓷管两端各留出一部分不包裹钽箔，并将两层钽箔相互之间点焊固定，防止钽箔开口松动。

5)阴极底板上设置引出孔，阴极管上设置有带半圆形定位凹槽的支撑台，引出孔和支撑台在同一个周向方位上，将步骤4)中的阴极热子冷端引出段从阴极底板上的引出孔中伸出，冷端引出段的根部下表面贴合在支撑台的定位槽里；对于安装在定位槽内的冷端引出段部分，取一段长条形钽箔，用长条形钽箔的中部与冷端引出段上表面的钽箔点焊连接，在长条形钽箔两端用力拉紧将冷端引出段利用钽箔的拉力压紧在定位槽里，再将长条形钽箔的两端分别与定位槽的外侧两边点焊；对于冷端引出段中部，取长条形钽箔，先用长条形钽箔的一端与冷端引出段表面的钽箔点焊，将长条形钽箔的另一端拉紧后与阴极管表面点焊，利用长条形钽箔将冷端引出段向阴极管拉紧固定。

所述金属丝与热子加热丝为同一种材料，一般为钨铼加热丝。

所述所用金属丝直径与热子加热丝直径相同，一般为φ0.3mm～φ0.5mm。