[发明专利]一种发射体、加热体的制备方法及空心阴极

说明书

本申请公开了一种发射体、加热体的制备方法及空心阴极，用以提升发射体的激活效率，该方法包括：基于预设质量比例，将氧化钡钙钨Ba₂CaWO₆与钨混合，得到第一混合物；将所述第一混合物压制为预设形状，得到发射体。

技术领域

本申请涉及空间技术领域，尤其涉及一种发射体、加热体的制备方法及空心阴极。

背景技术

电推进技术是指利用电能加热、电离或加速工作介质(以形成反作用力)，实现航天器行进路线调整或角度调整的技术。航天器推进系统的空心阴极使用电推进技术。其中，空心阴极用以电离并加速工作介质(例如，氙气、氩气等惰性气体)，并中和羽流，即中和进行推进器加速时喷出空心阴极的正电荷离子，确保推进系统及整个航天器处于电中性状态。

空心阴极的核心部件之一为发射体。发射体材料在空心阴极中受热，发射电子，电子在阴极腔中电离工作介质并建立自持放电以完成空心阴极功能。发射体材料主要包括镧系金属的六硼化物，其中以LaB₆为主；以及钡钨阴极(Ba-W)。近年来由于LaB₆阴极的工作温度高于Ba-W阴极，且电子发射能力有限，因而逐渐被Ba-W阴极取代。

目前Ba-W阴极的主要构型为浸渍扩散型、压制型、“顶层”型。三种不同构型的Ba-W阴极的区别在于制备方法不同：将活性物质浸入多孔钨基体中，将活性物质与钨粉混合压制，将活性物质沉积与钨基体表面。这三种构型的Ba-W阴极在工作过程中，存在由于活性物质需从内部扩散至阴极发射表面导致激活时间过长，或活性物质仅沉积在阴极发射表面而活性物质不足的问题。

发明内容

本申请提供了一种发射体、加热体的制备方法及空心阴极，用以提升发射体的激活效率，以及空心阴极的激活效率。

第一方面，本申请提供一种发射体的制备方法，包括：

基于预设质量比例，将氧化钡钙钨与钨混合，得到第一混合物；

将所述第一混合物压制为预设形状，得到发射体。

上述申请实施例中，通过将氧化钡钙钨(Ba₂CaWO₆)作为活性物质与钨进行混合，并压制成形，得到发射体的方法，使得活性物质Ba₂CaWO₆可直接与钨发生化学反应，释放出自由钡，以形成Ba-O原子层使得发射体发射电子。避免了现有技术中发射体先将发射体内部的中间物质转化为预设活性物质，再通过预设活性物质与钨反应的冗余步骤，因此有效降低了发射体的激活时间，从而有效提升发射体的激活效率。

一种可能的实施方式，所述预设质量比例为(1:4)至(3:7)。

一种可能的实施方式，所述Ba₂CaWO₆由以下摩尔质量比的原料制备得到：

BaO：CaO：W＝(2-x)：x：1；其中，0.8x1.2。

一种可能的实施方式，所述Ba₂CaWO₆通过以下方法制备：

将所述原料混合，得到第二混合物；

针对所述第二混合物进行高温烧结处理，得到Ba₂CaWO₆；其中，所述高温烧结处理的烧结温度为1200℃-1500℃。

第二方面，本申请提供一种加热体的制备方法，所述加热体应用于空心阴极中，包括：

将分子量大于预设阈值的第一溶液与氧化铝混合，得到绝缘料浆；

将所述绝缘料浆填充于所述传热空腔内并干燥，得到所述加热体；其中，所述传热空腔通过将加热部件设置于发射体与附着于屏热层内侧的绝缘层所形成的空腔中得到。