杨 威，张天平，冯 杰，王倩楠，刘明正，谷增杰

（兰州空间技术物理研究所 真空技术与物理重点实验室，兰州 730000）

石墨触持极空心阴极性能实验研究

杨 威，张天平，冯 杰，王倩楠，刘明正，谷增杰

（兰州空间技术物理研究所 真空技术与物理重点实验室，兰州 730000）

空心阴极触持极溅射腐蚀会导致离子推力器性能退化甚至失效，为确保离子推力器长期工作性能稳定性，触持极材料应选用溅射腐蚀速率尽可能低的材料。开展不同触持极结构对空心阴极放电性能的影响研究。最后，进行了1 000 h短期地面寿命实验。实验结果表明，石墨触持极空心阴极放电性能稳定，长期工作触持极表面的溅射腐蚀不明显，能够有效避免空心阴极长时间工作后因触持极溅射腐蚀导致的性能退化。

离子推力器；空心阴极；触持极；高密度石墨；溅射腐蚀；放电性能；

0 引言

空心阴极为离子推力器的核心组件，作为单点失效元器件，决定着离子推力器的寿命和可靠性。1998年NASA发射的深空1号小行星探测器、2007年火星探测任务发射的“黎明号”探测器都使用了离子推力器，要求工作时间超过30 000 h，而放电室内的主放电阴极的溅射腐蚀是制约离子推力器寿命和可靠性的主要因素之一[1-2，4]。在离子推力器地面长寿命考核试验末期，主放电阴极触持极出现了严重的溅射腐蚀现象，除对主放电阴极自身性能和结构的影响外，离子推力器的性能也会受到影响，并且溅射产物会沉积到离子推力器放电室内部其他结构，存在着放电室内部污染、甚至短路等的隐患。……