[发明专利]一种双栅极结构的碳纳米管气体场电离推力器

权利要求书

1.一种双栅极结构的碳纳米管气体场电离推力器，其特征在于：主要由气体扩散室、电离室、二次加速室三部分组成；气体扩散室主要由通气底座(1)、第一隔离层(2)、发射极底座(3)、碳纳米管发射极(4)、发射极冷压接线端子组成；电离室主要由碳纳米管发射极(4)、间距调节片(5)、提取栅极(6)、提取栅极固定板(7)、提取栅极冷压接线端子组成；二次加速室主要由提取栅极(6)、提取栅极固定板(7)、第二隔离层(8)、加速栅极(9)、加速栅极固定板(10)、加速栅极冷压接线端子组成；所述碳纳米管发射极(4)为气体扩散室和电离室共用；所述提取栅极(6)、提取栅极固定板(7)为电离室和二次加速室共用；

发射极底座(3)由金属材料制成，与发射极接触的一端设有用于固定发射极的定位凹槽；第一隔离层(2)由用于阻隔通气底座(1)和发射极底座(3)导通的绝缘材料制成；碳纳米管发射极(4)用于产生气体电离，基底设有通气孔；间距调节片(5)由绝缘材料制成，为碳纳米管发射极(4)与提取栅极(6)之间提供间距；提取栅极固定板(7)由金属材料制成，与提取栅极(6)接触的一端设有用于固定提取栅极(6)的定位凹槽；第二隔离层(8)由绝缘材料制成，用于阻隔提取栅极固定板(7)和加速栅极固定板(10)导通；加速栅极固定板(10)由金属材料制成，与加速栅极(9)接触的一端设有用于固定加速栅极(9)的定位凹槽；

依次安装通气底座(1)、第一隔离层(2)、发射极底座(3)，将螺栓置于限位孔中，将碳纳米管发射极(4)置于发射极底座(3)上的定位凹槽中；通过螺母将发射极冷压接线端子固定在推力器内部的螺栓上，无需使用单独的接线柱，能够进一步保证推力器的结构平衡性；发射极冷压接线端子与发射极底座(3)相连，为发射极提供电压；所述通气底座(1)、第一隔离层(2)、发射极底座(3)组成气体扩散室；

将提取栅极(6)置于提取栅极固定板(7)中的定位凹槽中，依次安装间距调节片(5)和提取栅极固定板(7)；通过螺母将提取栅极冷压接线端子固定在提取栅极固定板(7)上，固定在推力器内部的螺栓上，无需使用单独的接线柱，能够进一步保证推力器的结构平衡性；提取栅极冷压接线端子与提取栅极固定板(7)相连，为提取栅极(6)提供电压；所述碳纳米管发射极(4)、间距调节片(5)、提取栅极(6)、提取栅极固定板(7)组成电离室，通过给发射极冷压接线端子和提取栅极冷压接线端子加电，在电离室实现气体的电离和一次加速；

将加速栅极(9)置于加速栅极固定板(10)中的定位凹槽中，依次安装第二隔离层(8)和加速栅极固定板(10)；通过螺母将加速栅极冷压接线端子固定在加速栅极固定板(10)上，固定在推力器内部的螺栓上，无需使用单独的接线柱，能够进一步保证推力器的结构平衡性；加速栅极冷压接线端子与加速栅极固定板(10)相连，为加速栅极(9)提供电压；所述提取栅极(6)、提取栅极固定板(7)、第二隔离层(8)、加速栅极(9)、加速栅极固定板(10)组成二次加速室，通过给提取栅极冷压接线端子和加速栅极冷压接线端子加电，实现离子的二次加速，通过引出离子形成推力，通过改变二次加速室提取栅极(6)和加速栅极(9)电势差的方式来满足粒子速度的控制。

2.如权利要求1所述的一种双栅极结构的碳纳米管气体场电离推力器，其特征在于：通过定位凹槽固定碳纳米管发射极(4)、提取栅极(6)和加速栅极(9)，结构简单可靠，且能够避免短路故障。

3.如权利要求1或2所述的一种双栅极结构的碳纳米管气体场电离推力器，其特征在于：工作方法为，气体通过通气底座(1)进入气体扩散室完成扩散；气体工质通过碳纳米管发射极(4)上的通气孔进入电离室，通过给发射极冷压接线端子和提取栅极冷压接线端子加电，在电离室实现气体的电离和一次加速；电离后的气体离子通过提取栅极(6)的气孔进入二次加速室，通过给提取栅极冷压接线端子和加速栅极冷压接线端子加电，实现离子的二次加速，二次加速后的离子通过加速栅极(9)的气孔喷出，产生推力，通过改变二次加速室提取栅极(6)和加速栅极(9)电势差的方式来满足粒子速度的控制。