等离子体加速器

等离子 加速器

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l9 p 第 1 97年 2期等离子阵应用技术快报

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览可 .分氮压增加，当时于由离等子体密度的变化 极，电位加增溅困射产额随氰分压阴

加增而降低，况积率 降下。故沉积 T的薄N膜的构极结大依地于赖氮分压 i几乎有所iT薄 N膜部具有沿 1 ()向的优先向取+ 1 1但方是在 3 1 mbr氮分压下制备的I薄 T膜显示也× OaN出 0 (射峰。()1 )的强度 随分压的氯增加 而减 Ti薄小膜也具有致密柱的状 构 2结 0衍11峰 N随氯着分压 增到加 1 2bm r以上，样品表面和垂直于品样表面方向 的晶粒尺寸都增× O沿a加 T i膜光学的性和特电 特性也与氮分压密切相关。在的高分氮压下制备的Ti膜具 N有

高 N射反和低率电阻率。薄膜电阻率的变化与薄 结膜构和化学计量的变化有关。具有 ( 1衍高射峰 强度的薄 有膜高的电阻 .具有率学化量计结构薄的膜具有 的低电阻率 。 ) u而卫冰 摘译自 Sara deCa g i"h eo oy9 9 76:ufc n ot se nllg,1 9 0;众丁4板 n '’

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等¨离子体加速器f

必 t‘ ~这种等子离体速加可器用电力作进推或器用真于空等子离体材料处理。 大家熟的等知离子体 推进器或具有闭 合电子移漂的离等子体加速器典型 由地述几下部分成组；有环 加状速通道的个放电室一，于 速加通道内的一个 极阳。个磁系和一统个 位具一阴 。敏种等离 体子推进器是电和离加速种多材料有的效设备 且，被用电力作推 器进和加这并 速离子流的。然源而 .具效有率较低和 寿命不够长的缺点。一种与发该极为明似近的等它另离子推进器体其构结些有不同圮：的 状加环速道通面对 电放室出的口部分并由闭的等合距它、

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钳离圆形表住面 电放室的内外6 成；于加速 道内通的环状阳气体分极器配有具小供气通 构壁位道 .离开放电室口出端的距超过离加速道通宽度； 阳极到加速通道的供气 由径极出阳口且从

表上面馈的气孔统系

实现；系统磁的内外磁极置放于室壁电口出附、别近外在壁的外和侧一分内壁 内的侧从构而成一作工间隙；磁路包含一个中央磁心和至少一个处于磁回路分中别位内于外磁极附近 内的外磁场源；体电空放心阴极位于加速通 遭边外。但是，种推进器也气有上述的一些这缺。点

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该明通发过化优加速通道内的磁场结 和改进构推进器设的计提高来推进器的效率和寿命 。该据发 而明设计的一个优化 装置相对于上 述第二推种进器 根又有如下改进：放电室和在内外融场源之 分间别加附永磁由料材制的内外作屏磁蔽两；个屏蔽和各自的 破之间醯保这持纵一间隙向+值隙不得超过外磁极内间距一的半；间磁屏蔽的内出口端部比内板更磁近加速靠道的通中心点；电室出端口分部的作得壁厚些更并超磁极出所在平的面；如果放两屏个之问蔽一有个桥 连接路的话，蔽相对于磁路回可 一留个间隙 ;室电、钕磁和系统相对 屏放阳 1两个互相垂直的平面是对种布 局的样，外磁极和外磁 蔽屏就被 作成四个对称部分；磁 =这外场源也由四 磁个线圈构，成一个线都圈与部一分外 极磁相连；电室过通一支在架其前每部处放与 外磁相连极.支架 除连了部接位外其余部分与放电室和外磁 之极均留间有间麒 。

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等离子 加速器

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等离子体应用术快技报1 9 9年第 1 7 2期

放电室及 由其放电室壁形成的环向加速通 道最好由热稳定的 瓷陶材料制成极气阳体分配 器、电室支架 和热蔽屏由热稳定的金属磁非材料 (不锈钢)成 ;线圈由高温稳定放 制如磁金的属线绕成；、路磁中央磁心 磁和圈线磁， t久性磁 材料成。 L h构永， 该优化设计的 等离体推进子器工 方式作下：如附加于的外磁内屏蔽分别包住了内外由磁场 ,此磁源场 源在放电室出口部位产生出一个磁感应为 的B主要为径向(加速方向 因与垂直 )磁场；加速方向的 具有度强的 E场由电加于阳极和阴极 的上电压 产；生作 体气的 工沿通过一小管提供给阳 极内边的气体分配腔 分，配腔又通过

小通的道孔使气分体配沿方位该角方向平衡 气体，引入速加通道 启动推 进器时，空心阴极引起内放电，时外加电场将当在此可使电进入子加速通道 叉磁电场 的在存起引电 子漂移，子 的平均量动被转 变沿为方向 交电角位的动方量；漂电移子与原子、子和放室电壁碰的撞又导致自身逐渐朝阳极漂移 (扩离散电子漂移)随伴着电子电从场得获能量；,同时子电困也上述碰撞而失去 分能量部，子能 电量的得平失决衡定着 子电能 的平量均值。阴极嗣阳极问 的外加压电足够高 (当因而产的生电场足够强 .)子能 量平均值足以 现实有效的气体电 离。由此产生的 子离被场电加速并获 时电得相当于离子产生地至等离子区体之 间势差△ 的速 u v度(q =2△U/ )式，中 q M和 M该

分别为离电荷子质量和。推在进器出口处的加离子速流引吸当数适的电子量以证保空间电荷中性化从推 器出进来离的子流产生推力 种等。子离体 推进器的特点是 .能通这过准性中介质中的场实现电子离加速。此因测得的离子电流度密大j约 0 1(0 mA c·。m或更 )多大大超过同样压电(1 05 0 下静电离子 推器进的子离流电度密。约 0 -0 ) V

了为获得效率推进高器 要在加速，道通立起建种某场拓朴磁t保加确速子离流的 需为稳定性 需.要放在通道电内建立个一磁场度强加速方沿向增加的区域；另外，力线必须聚是磁合的。发明的人验实已经证明，如果磁系统的磁回路附加前述的内外磁屏蔽.则确可满保足上必述要条这件样设计的磁系统和早先的系磁相统比更加 够能控制加速通道 的磁场围拓扑 .为 对部大分加 速通进道行蔽屏就可 加速使通道内场磁强 度减少。因

化磁优场结构改可进离子的聚焦并流减加少等速离体子与放流电室的壁总的相互作用强度。会导致推进 器效率增加、室电剥蚀减 少，而增推加器进寿命 步壁的，溅射粒 这子放因

流(减染污)。例如增加外磁极内的问凉，不但推间器的进效更高，且也允率许放电室出 E部 而分的壁更 l厚些 .也就延长推了进器

的寿命 又。如，种带蔽屏磁系的统还允许放电室的出这

E这部分端伸磁出扳面平，外 l而从可保磁极护不受边离周子流的溅射。果推如进器的结构设计允许加速离子体流等向偏转，横么可还增推加进器的率效。 有那多种同不计设实可现这种转偏。建议的已一设种方计中，案在将外磁板和外磁蔽屏开隔能就在其它件构几乎不变情的况下获得离荨子体流的横向转偏，为此时能因在够方沿位方角向不同段产生不同的磁力线结构。因此.的说来 .总建已议设计发的明可使推进器效率和寿命增加，减少等离子 流体中 可源于构件溅射的杂质数量；基于 这种发明的 设计样 机上已获得推进器效率 h一0 4 0在T .—. .7子流度速V (=— 3× 1i ·e一 .离 1 ) 0m sc命寿达 03- 4 0 0 0 0 0小时上以。 张正模摘译自洲欧专刊E 51 0 1A 043 9 P

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