冯 杰，赵 勇，王尚民，刘 超，岳士超，贾艳辉

(兰州空间技术物理研究所 真空技术与物理重点实验室，甘肃 兰州 730000)

0 引言

空心阴极是一种高效的电子源，由于克服了金属丝状阴极存在的寿命短的缺点，且其具有可以在较低的电压下发射较大的电流的优点，因此被广泛应用于离子推力器、霍尔推力器等多种静电型推力器中[1-4]。但被用作不同用途时，空心阴极所处的环境也不相同。如空心阴极作离子推力器主阴极时，放电室内的锥形或圆筒形金属电极充当了阳极，此时背景气氛中同时外加了环尖或会切磁场。空心阴极做离子推力器中和器时，空心阴极发射电子电流，用以中和呈正电性的离子束流，此时由离子束流充当阳极。再如当空心阴极充当霍尔推力器的放电阴极时，它同时起到了放电主阴极和中和器的角色，推力器尚未引出束流时，阴极发射的电子进入放电通道作为原初电子诱发放电，此时的阳极为霍尔推力器底部金属电极。一旦当放电腔内成功建立了放电过程并引出束流后，就由霍尔推力器的束流充当阳极，此时由束流引出空心阴极内部的电子电流，并起到束流中正离子的效果。因此，以阳极状态来区分，空心阴极有两种典型工作状态，一是由金属电极作为阳极的情况，该情况多见于主阴极模式。第二种是由推力器喷出的离子束流作阳极，该情况多见于中和器模式[5]。

通常，在对阴极进行大批次的组件级筛选试验时，出于试验成本及方便性考虑，基本都采用金属阳极结构，如美国于1990年基于SERT Ⅱ型推力器结构加工了钼材质阳极，以此作为工装对放电阴极开展了5 000 h的长寿命考核[6]。……