發(fā)布時間：2017-09-04 06:38

  本文關(guān)鍵詞：微推進(jìn)器的制備及其性能研究

  更多相關(guān)文章： 微推進(jìn)器 微空心陰極 鐵電 電學(xué)性能 鐘擺

【摘要】：伴隨太空探索事業(yè)的發(fā)展衛(wèi)星微小化的趨勢越來越明顯,微推進(jìn)器作為微小衛(wèi)星系統(tǒng)的重要動力系統(tǒng),可實現(xiàn)微小衛(wèi)星的變軌、姿態(tài)控制、空間制動等。傳統(tǒng)的微推進(jìn)器可以分為冷氣推進(jìn)、化學(xué)推進(jìn)、電推進(jìn)三大類,但是這些系統(tǒng)中大都存在著自重高、效率低、比沖小、精度低、壽命短等缺陷,難以適應(yīng)微小衛(wèi)星長期在軌運行的要求。微小等離子體作為一種高濃度等離子體,具有體積小、濃度低、結(jié)構(gòu)簡單等優(yōu)點,本課題結(jié)合微小等離子體原理,提出基于微小等離子體的微推進(jìn)系統(tǒng),其結(jié)構(gòu)簡單,可采用基于MEMS工藝實現(xiàn)批量加工,通過外部激勵源,可將反應(yīng)氣體轉(zhuǎn)化為微推力,可滿足微小衛(wèi)星對推進(jìn)系統(tǒng)的要求。主要研究內(nèi)容如下：(1)微推進(jìn)器的結(jié)構(gòu)設(shè)計：MHPT是以單晶硅為基底進(jìn)行濕法刻蝕形成倒金字塔形的空心結(jié)構(gòu)陣列,在倒金字塔形空心結(jié)構(gòu)表面上分別沉積電極和絕緣層構(gòu)成空心陰極微推進(jìn)器；FEPT則是以單晶LiNbO3為基底材料,通過濺射等方法沉積電極層,構(gòu)成鐵電陰極微放電器,該放電器與微噴嘴鍵合一起構(gòu)成完整FEPT。(2)微推進(jìn)器的加工工藝：本文中的微推進(jìn)器都是基于MEMS工藝技術(shù)進(jìn)行加工制作,針對在加工MHPT的制備過程中發(fā)現(xiàn)電極碎裂,絕緣層出現(xiàn)裂紋等不合理工藝參數(shù)提出優(yōu)化方案,以制備質(zhì)量優(yōu)良的MHPT; FEPT的制作工藝還包括利用飛秒激光器對LiNbO3的結(jié)構(gòu)造型。(3)微推進(jìn)器的性能測試包括：電學(xué)性能測試方面：設(shè)計兩種微推進(jìn)器的電學(xué)性能測試系統(tǒng),搭建MHPT的測試平臺測得MHPT在直流激勵下等離子體放電的電學(xué)參數(shù),通過實驗研究了MHPT點火啟輝特性,還分別研究不同陣列數(shù)、不同尺寸、不同壓強條件下的放電特性。最后針對MHPT的擊穿特性提出一種基于MHPT結(jié)構(gòu)的介質(zhì)阻擋(DBD)型微推進(jìn)的優(yōu)化結(jié)構(gòu)。在推力測試方面：提出一種基于鐘擺型的微推力測試裝置,對其進(jìn)行理論建模,得到在不同的阻尼條件下的響應(yīng)狀態(tài)曲線,針對該曲線,提出相應(yīng)的動態(tài)補償濾波器去改善系統(tǒng)的動態(tài)性能。
【關(guān)鍵詞】：微推進(jìn)器 微空心陰極 鐵電 電學(xué)性能 鐘擺
【學(xué)位授予單位】：安徽工程大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：V439
【目錄】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-12
• 第1章 緒論12-24
• 1.1 研究背景及研究意義12-13
• 1.2 微推進(jìn)器系統(tǒng)介紹13-14
• 1.3 電激勵推進(jìn)系統(tǒng)研究現(xiàn)狀14-19
• 1.3.1 電激勵推進(jìn)系統(tǒng)概述14-16
• 1.3.2 國外電推進(jìn)系統(tǒng)進(jìn)展16-19
• 1.3.3 國內(nèi)電激勵推進(jìn)系統(tǒng)進(jìn)展19
• 1.4 激光推進(jìn)系統(tǒng)研究進(jìn)展19-21
• 1.4.1 激光微推進(jìn)系統(tǒng)概述19-20
• 1.4.2 激光推進(jìn)系統(tǒng)國內(nèi)外研究進(jìn)展20-21
• 1.5 MEMS微推進(jìn)系統(tǒng)研究進(jìn)展21-23
• 1.5.1 MEMS推進(jìn)技術(shù)概述21-22
• 1.5.2 MEMS微推進(jìn)系統(tǒng)研究進(jìn)展22-23
• 1.6 研究內(nèi)容23-24
• 第2章 微推進(jìn)器設(shè)計方案研究24-30
• 2.1 引言24
• 2.2 微推進(jìn)器放電原理分析24-26
• 2.3 推進(jìn)器基底材料選擇26-28
• 2.4 具體結(jié)構(gòu)方案設(shè)計28-29
• 2.4.1 MHPT的結(jié)構(gòu)設(shè)計28
• 2.4.2 FEPT的結(jié)構(gòu)設(shè)計28-29
• 2.5 本章小結(jié)29-30
• 第3章 微推進(jìn)器制備工藝的研究30-44
• 3.1 引言30
• 3.2 MEMS工藝概述30-31
• 3.3 微推進(jìn)器制備工藝設(shè)計31-34
• 3.3.1 MHPT的工藝設(shè)計31-32
• 3.3.2 FEPT的工藝設(shè)計32-34
• 3.4 微推進(jìn)器工藝介紹34-43
• 3.4.1 MHPT工藝介紹34-41
• 3.4.2 FEPT 工藝介紹41-43
• 3.5 本章小結(jié)43-44
• 第4章 微推進(jìn)器的電學(xué)性能研究44-63
• 4.1 引言44
• 4.2 微推進(jìn)器性能測試系統(tǒng)介紹44-46
• 4.2.1 MHPT的測試系統(tǒng)設(shè)計44-45
• 4.2.2 FEPT測試系統(tǒng)設(shè)計45-46
• 4.3 微推進(jìn)MHPT的性能研究46-52
• 4.3.1 直流放電過程分析46-47
• 4.3.2 MHPT啟輝點火過程分析47-49
• 4.3.3 不同陣列數(shù)目的放電性能研究49-50
• 4.3.4 MHPT的尺寸與壓強分析50-51
• 4.3.5 MHPT擊穿特性分析51-52
• 4.4 MHPT的優(yōu)化仿真分析52-61
• 4.4.1 DBD型微推進(jìn)器結(jié)構(gòu)原理分析53-54
• 4.4.2 DBD型微推進(jìn)器仿真模型的建立54-56
• 4.4.3 DBD型微推進(jìn)器仿真結(jié)果分析56-61
• 4.5 本章小結(jié)61-63
• 第5章 微推力器推力的測試63-69
• 5.1 引言63
• 5.2 微推力測試的現(xiàn)狀63-64
• 5.3 鐘擺型微推力測試的結(jié)構(gòu)設(shè)計64-65
• 5.4 微推力測試臺理論模型建立65-66
• 5.5 微推力測試臺的動態(tài)補償66-68
• 5.6 本章小結(jié)68-69
• 第6章 總結(jié)與展望69-71
• 6.1 總結(jié)69-70
• 6.2 未來研究展望70-71
• 參考文獻(xiàn)71-75
• 在讀期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文75-76
• 致謝76

【引證文獻(xiàn)】

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 張廣科;山世華;樊超;;衛(wèi)星推進(jìn)劑技術(shù)發(fā)展趨勢概述[A];中國化學(xué)會第五屆全國化學(xué)推進(jìn)劑學(xué)術(shù)會議論文集[C];2011年

，

本文編號：789956