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题名1A级射频感性耦合等离子体中和器电子引出特性研究
被引量：1
- 1
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作者
付佳豪
马隆飞
贺建武
罗军
康琦
段俐
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机构
中国科学院力学研究所中国科学院微重力重点实验室
中国科学院大学工程科学学院
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出处
《推进技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第8期268-274,共7页
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基金
国家重点研发计划(2021YFC2202800)
力学研究所优秀青年人才培育计划(E1Z1030201)。
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文摘
为解决低轨道吸气式离子电推力器的电中和问题,设计了一套抗氧化能力强、长寿命的1 A级氙工质感性耦合等离子体中和器,实验研究了发射孔径对其电子引出特性的影响。实验结果表明:发射孔径的变化,会对中和器电子引出电压、饱和电流和工质利用系数产生较大的影响,且在部分孔径下发现了电子束流随引出电压上升时出现二次跃变现象,根据工质利用系数和电子引出功耗比确定出中和器最优发射孔径为1.5 mm;电子束流引出为1 A时,工质利用系数达到27.7,电子引出功耗比为94.6 W/A。同时,测试了中和器温度对工作稳定性的影响,中和器热平衡状态下与点火初期相比中和器电子引出性能下降约10%。
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关键词
离子推力器
电推进系统
中和器
感性耦合等离子体
发射孔径
电流跃变
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Keywords
Ion thruster
Electric propulsion system
Neutralizer
Inductively coupled plasma
Trans⁃mitting aperture
Current jump
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分类号
V439.1
[航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
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题名大面积矩形感性耦合等离子体源的三维流体力学模拟
被引量：1
- 2
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作者
赵明亮
张钰如
高飞
宋远红
王友年
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机构
大连理工大学物理学院
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出处
《力学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第12期2891-2899,共9页
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基金
国家自然科学基金资助项目(11935005).
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文摘
利用自主开发的三维流体力学模型程序,对面向平板显示工艺和光伏工艺的大面积矩形感性耦合氩等离子体源进行了数值模拟.该模型自洽地求解了带电粒子以及中性粒子的流体方程和感应电场的波动方程.利用此模型,研究了气压、功率以及线圈形状对各种等离子体参数的三维空间分布和均匀性的影响.研究结果表明,当放电气压较低时(4 mTorr),电子密度的空间分布比较均匀,且电子密度的最大值出现在腔室的中心区域.感性沉积功率密度、激发态氩原子密度以及电子温度的最大值出现在线圈的下方.随着放电功率的增加,即从1000 W增加到4000 W,电子密度显著提高,但电子密度的空间分布变化不大.随着放电气压的升高,电子密度的均匀性明显下降,即电子密度的最大值主要局域在线圈下方.这是因为在较高的气压下,带电粒子与背景气体的碰撞增加,因此使得带电粒子的密度分布变得局域.此外,文章还研究了不同的线圈结构对于等离子体均匀性的影响.结果表明当气压较高(20 mTorr)时,使用3×3阵列线圈产生的等离子体的均匀性优于盘香型线圈,即通过改变线圈结构可以实现对等离子体均匀性的调控.文章的研究成果有助于加深对大面积矩形感性耦合等离子体放电特性的认知,这对于优化平板显示工艺以及光伏工艺至关重要.
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关键词
大面积矩形感性耦合等离子体源
三维流体力学模拟
平板显示工艺
光伏工艺
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Keywords
large-area rectangular inductively coupled plasma source
three-dimensional fluid simulation
flat panel display process
photovoltaic process
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分类号
O531
[理学—等离子体物理]
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题名小型感性耦合射频等离子体中和器的实验研究
被引量：10
- 3
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作者
贺建武
马隆飞
薛森文
章楚
段俐
康琦
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机构
中国科学院力学研究所中国科学院微重力重点实验室
中国科学院大学工程科学学院
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出处
《推进技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2018年第7期1673-1680,共8页
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基金
中国科学院战略性先导科技专项B类(XDB23030300)
中国科学院空间科学战略性先导科技专项(XDA04078600)
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文摘
为了研究适用于百瓦级电推力器的离子束流中和技术,基于电子鞘层模型、射频等离子体最优放电技术和通过插入探针实现快速点火的方法,设计了一套小型感性耦合射频等离子体中和器(RF plasma neutralizer,RPN)。实验研究了RPN中和器的稳定工作条件和电子引出特性,实现了RPN中和器稳定工作和电子有效引出。实验结果表明:电子引出特性主要取决于发射孔附近阳极斑的形成与否,而阳极斑的形成又主要受结构设计、工质流量和偏置电压等运行条件的影响;通过对RPN运行条件的优化试验,获得了55~150m A可调电子束流范围和较高的工质利用系数(3.9~10.5),满足离子束流中和需求;另外,实验中还观察到了电子束流随工质流量或偏置电压的迟滞现象。
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关键词
感性耦合等离子体
中和器
离子推力器
空心阴极
电子源
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Keywords
Inductively coupled plasma
Neutralizer
RF ion thruster
Hollow cathode
Electron source
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分类号
V439.2
[航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
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题名射频离子推力器热特性仿真分析
被引量：5
- 4
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作者
李兴达
李建鹏
张兴民
张天平
龙建飞
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机构
兰州空间技术物理研究所真空技术与物理重点实验室
国防科技大学空天科学学院
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出处
《推进技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020年第3期707-714,共8页
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基金
国家自然科学基金(61801201)
甘肃省科技计划资助(18JR3RA412)。
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文摘
为了分析射频离子推力器热特性,建立了射频离子推力器整体热模型,基于二维流体模型,对11cm射频离子推力器开展了放电室等离子体仿真,获得了电子温度、电势分布等关键参数;以等离子体仿真结果和实测束电流为输入,获得了各热源的热通量;通过有限元计算获得了关键部组件的温度分布,与实验结果进行了对比分析。研究结果显示:放电室内电子温度约为3.6eV^3.9eV,等离子体电势最高20V,发热损耗主要来自带电粒子轰击放电室壁面和栅极造成的能量沉积、激发原子的热辐射以及射频线圈自身的发热损耗,温度仿真与实测结果一致性良好,最大误差7%,仿真得到的温度分布可以作为输入参数进一步研究栅极受热形变及对束流的影响。
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关键词
电推进
感性耦合等离子体
热模型
能量沉积
温度分布
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Keywords
Electric propulsion
Inductively coupled plasma
Thermal model
Power deposition
Temperature distribution
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分类号
V439.4
[航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
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题名射频离子推力器束流特性数值模拟
被引量：1
- 5
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作者
李兴达
张天平
李建鹏
张兴民
贾连军
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机构
兰州空间技术物理研究所
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出处
《科学技术与工程》
北大核心
2021年第10期4266-4271,共6页
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基金
国家自然科学基金(61801201)
甘肃省科技计划(18JR3RA412)。
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文摘
为了分析射频离子推力器束流特性,基于二维流体模型对自研的11 cm射频离子推力器开展放电室等离子体数值模拟,获得给定电气参数下离子密度、电子温度等关键参数的分布特性;研究了等离子体参数和束流大小与射频功率间的函数关系;以等离子体参数和栅极参数为输入,基于离子光学系统模型获得不同工况下的单孔离子引出轨迹。研究结果显示:离子密度和电子温度分别沿放电室径向逐渐减小和增大,有利于获得更好的束流均匀性及更大的束流;束流大小与射频功率呈线性正相关关系,有利于实现束流连续精确可调;屏栅上游鞘层的形成与离子密度、离子种类、栅极电压组合相关,综合考虑以上因素获得最佳束流聚焦和引出特性。
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关键词
电推进
感性耦合等离子体
束流特性
栅极电压
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Keywords
electric propulsion
inductively coupled plasma
beam characteristics
grids voltage
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分类号
V439.2
[航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
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题名1 mN射频离子推力器参数与性能分析
被引量：7
- 6
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作者
杨振宇
赵杨
李光熙
魏建国
邓永锋
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机构
西安航天动力研究所
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出处
《火箭推进》
CAS
2020年第3期75-82,共8页
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基金
国家自然科学基金(11475131)。
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文摘
射频离子推力器是空间电推进的一种,其推力性能是系统设计的核心问题。为获得推力特性随设计参数的变化规律,采用数值计算方法进行了研究,开展了1 mN射频离子推力器设计计算,对不同放电室尺寸、流量、射频功率、屏栅电压下的推力性能进行了分析并进行了工况优化。结果表明,模型能够正确地描述射频离子推力器性能变化规律,放电室内径25 mm的推力器即可以实现1 mN推力指标,在最优工况下,推力器推力1.176 mN,比冲2503 s,效率53.13%,满足设计要求。根据该模型研制的推力器样机成功点火,验证了数值模型的有效性,可以利用该模型为射频离子推力器研制工作提供指导。
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关键词
射频离子推力器
感性耦合等离子体
数值计算模型
性能分析
电推进
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Keywords
RF ion thruster
inductively coupled plasma
numerical calculation model
performance analysis
electric propulsion
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分类号
V439.1
[航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
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题名射频电子源数值仿真及实验研究
被引量：4
- 7
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作者
李兴达
张兴民
李建鹏
张天平
孙新锋
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机构
兰州空间技术物理研究所真空技术与物理重点实验室
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出处
《推进技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2019年第10期2394-2400,共7页
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基金
国家自然科学基金(61801201)
甘肃省科技计划(18JRiRA412)
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文摘
射频电子源以其结构简单、不易受污染、寿命长、瞬时启动等优点,可以作为离子和霍尔电推进的中和器,显著提升其寿命和性能。为了研究射频电子源的优化设计方法,基于放电室等离子体整体模型和非双极流动模型开展了射频电子源性能的仿真评估,并对研制的1A级电子源样机开展了实验测试。研究结果显示:仿真与实验结果一致性较好,引出电子电流与收集电压、小孔直径、工质流率、射频功率相关,各参数相互耦合且存在最优组合,样机额定工作点下,电子源放电损耗为99W/A,工质利用率系数为11。
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关键词
电推进
电子源
感性耦合等离子体
整体模型
引出电流
射频
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Keywords
Electric propulsion
Electron source
Inductively coupled plasma
Global model
Extracted current
Radio frequency
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分类号
V439.1
[航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
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题名腔室状态对图形化蓝宝石衬底刻蚀工艺的影响
被引量：1
- 8
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作者
杨威风
汪明刚
刘杰
李超波
夏洋
高福宝
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机构
中国科学院
北方微电子公司
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出处
《半导体技术》
CSCD
北大核心
2012年第3期216-220,共5页
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文摘
图形化蓝宝石衬底是近年来针对高度发光二极管的应用要求发展起来的一种新技术。通过利用自主研制的工业化感性耦合等离子体刻蚀机对图形化蓝宝石衬底的刻蚀工艺进行了研究。采用光学发射光谱仪和扫描电镜研究了PSS生产过程中腔室状态的变化对蓝宝石的刻蚀速率、选择比和图形形貌的影响。研究结果表明:随着反应腔累积放电时间的增加,刻蚀速率呈现下降趋势,选择比呈先上升然后下降的趋势。该趋势由反应腔室内表面上的沉积物所引起。
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关键词
图形化蓝宝石衬底
发光二极管
腔室状态
沉积物
感性耦合等离子体
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Keywords
patterned sapphire substrate （PSS）
LED
chamber condition
deposit
inductively coupled plasma （ICP）
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分类号
TN405.98
[电子电信—微电子学与固体电子学]
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