贺亚强，郭 宁*，谷增杰，祁康成

（1.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；2.电子科技大学光电科学与工程学院，成都 610054）

0 引言

随着电推进技术的快速发展，利用微小功率电推进逐步替代化学推进，完成轨道机动和维持任务是目前国际上保障低轨小卫星轨道寿命的主流技术方向。大多数电推进都是通过加速离子产生推力，因此需要中和器发射电子来中和离子，防止电荷累积，保证推力器持续引出离子束流，稳定工作状态。同时，电子和离子的中和可以减少中和器和栅极附近离子数量，从而减少离子对中和器和栅极系统的刻蚀[1-3]。传统的电推力器中和器均采用空心阴极，但空心阴极中和器对发射电流不足100 mA的微小电推力器并不适用[4-6]。相比于使用空心阴极，采用栅控热阴极作为微电推进中和器，不需要给中和器提供工作介质气体，在微电推进输出相同推力的条件下，仅需给放电室提供工作介质气体，可以提高整机比冲。

国内外研究者针对热阴极开展了大量的研究工作，但对热阴极在微小电推力器中的研究不多[7-9]。美国NASA/JPL进行了热发射中和器与场发射推力器的联试实验，热发射阴极是澳大利亚ARC机构提供的浸渍钡和钙铝酸盐的多孔钨锇阴极，阴极发射体直径为1.3 mm，栅极孔直径为3 mm，栅极电压6 V，阳极电压为100 V，在加热功率为1.575 W时，测出阳极电流为0.1 mA，阴极发射的电子有一部分打到栅极上，但此次实验没有监测栅极上接受的电流[10-12]。……