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    重庆时时彩2元网走势: 一种微波同轴源原子氧地面模拟设备.pdf

    关 键 词:
    一种 微波 同轴 原子 地面 模拟 设备
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    摘要
    申请专利号:

    CN200910235759.7

    申请日:

    2009.10.13

    公开号:

    CN101710059A

    公开日:

    2010.05.19

    当前法律状态:

    撤回

    有效性:

    无权

    法律详情: 发明专利申请公布后的视为撤回IPC(主分类):G01N 17/00公开日:20100519|||实质审查的生效IPC(主分类):G01N 17/00申请日:20091013|||公开
    IPC分类号: G01N17/00 主分类号: G01N17/00
    申请人: 中国航天科技集团公司第五研究院第五一〇研究所
    发明人: 李中华; 郑阔海; 赵琳
    地址: 730000 甘肃省兰州市94号信箱
    优先权:
    专利代理机构: 北京理工大学专利中心 11120 代理人: 张利萍
    PDF完整版下载: PDF下载
    法律状态
    申请(专利)号:

    CN200910235759.7

    授权公告号:

    ||||||

    法律状态公告日:

    2012.04.18|||2010.07.07|||2010.05.19

    法律状态类型:

    发明专利申请公布后的视为撤回|||实质审查的生效|||公开

    摘要

    本发明涉及一种同轴微波源原子氧地面模拟设备,属于航空航天领域。该模拟设备包括:微波源,波导及同轴转换系统,供氧系统,放电腔,磁体,中性化板,试样架,积分球,测试室等。微波源与波导及同轴转换系统相连,供氧系统与放电室相连;波导管将微波能量输送到放电室中,微波能使氧气解离为高密度的氧等离子体;氧等离子体在中心化板上得到电子,形成原子氧束(○),与试样架上的试样作用;试验过程中,可以在不暴露大气的条件,用积分球(8)测试材料的反射率。本发明具有原子氧通量密度大、能够连续工作、能够原位测量试样反射率及多试样同时试验的特点,可大幅度缩短试验时间、提高试验的效率和可靠性。

    权利要求书

    1: 一种同轴微波源原子氧地面模拟设备,其特征在于:包括微波源(1),波导及同轴转换系统(2),供氧系统(3),放电腔(4),磁体(5),中性化板(6),试样架(7),积分球(8),测试室(9);其中微波源与波导及同轴转换系统相连,波导及同轴转换系统(2)将微波源(1)产生的能量传输放电腔中;供氧系统与放电室相连,将放电腔(4)中的氧分子离解为高密度氧等离子体;经中性化板(5)上的负偏压加速,并得到电子,形成具有3~8eV的原子氧束,辐照到试样架(6)的试样上。
    2: 根据权利要求1所述的一种同轴微波源原子氧地面模拟设备,其特征在于:产生的原子氧束能量为3~8eV。
    3: 根据权利要求1所述的一种同轴微波源原子氧地面模拟设备,其特征在于:放电腔产生的氧等离子体密度达到10 12 ~10 13 cm -3 ,经中性化后,原子氧通量密度最大达到3×10 16 atoms/cm 2 ·s。
    4: 根据权利要求1所述的一种同轴微波源原子氧地面模拟设备,其特征在于:在测试室(9)中放置了积分球,用于在真空条件下,对试样的反射率进行原位测量。
    5: 根据权利要求1所述的一种同轴微波源原子氧地面模拟设备,其特征在于:所述的试样架(7)上有4个试样安装位置,能同时对4个试样进行原子氧作用。

    说明书


    一种微波同轴源原子氧地面模拟设备

        【技术领域】

        本发明涉及一种同轴微波源原子氧地面模拟设备,属于航空航天领域。发明的同轴微波源原子氧地面模拟设备可用于对卫星用材料进行地面耐原子氧试验。

        背景技术

        原子氧是低地球轨道残余大气的主要成分,化学性能非?;钇?,能够对航天器表面材料产生剥蚀效应,使材料的机械、光学性能、电学性能等发生改变,从而影响材料的使用性能和寿命。材料在使用前进行耐原子氧试验评价已是一项不可或缺的重要内容。所以,需要研制原子氧地面模拟试验设备。现有原子氧设备类型主要有激光解离原子氧试验设备和微波放电电子回旋共振原子氧试验设备。主要存在地不足有:

        1)激光解离原子氧设备结构复杂、可靠性差、不能长时间连续工作。

        2)微波放电电子回旋共振原子氧试验设备虽然结构相对简单,但是原子氧密度低、不适合进行大通量原子氧模拟试验。

        所以,现有原子氧设备存在结构复杂、不能连续工作、通量密度低等多种缺陷。

        【发明内容】

        本发明的目的是为了克服现有原子氧设备的不足,提供一种结构相对简单、能够连续工作、通量密度高、能够原位测量试样反射率的地面原子氧模拟设备。

        本发明的目的是通过下述技术方案实现的。

        本发明的一种同轴微波源原子氧地面模拟设备,由微波源,波导及同轴转换系统,供氧系统,放电腔,磁体,中性化系统,试样架,积分球,测试室。

        其连接关系为:微波源与波导及同轴转换系统相连,波导管将微波源产生的微波能量输送到放电室(4)中;供氧系统与放电室相连,微波能使氧气解离为氧等离子体;磁体中加100A的直流电后,产生900高斯的强磁场,对氧等离子体进行约束,形成氧等离子体束;中心化系统上加负10V的直流偏压,将氧等离子体中的O+引出并加速;氧等离子体在中心化板上得到电子,还原为氧原子(O),形成原子氧束;原子氧与试样架上的试样作用;试验过程中,可以在不暴露大气的条件,用积分球测试材料的反射率,达到材料耐原子氧性能评价的目的。

        其工作原理为:由微波源生频率为2.45MHz、功率为150~1500W可调的微波能量,经过波导及同轴转换系统,将微波能量耦合到放电腔内;在磁场的作用下,放电腔中的氧分子被离解为密度约为1012~1013cm-3高密度氧等离子体;在中性化板上加10V的负偏压,加速等离子态中的氧离子,使其获得定向能量并排斥等离子体中电子。加速后的氧离子入射到中性化板上并从中得到电子,复合成中性氧原子反射的氧原子保留入射能量的大部分形成一定大小定向能量的中性原子氧束。通过调节中性化板所加偏压及改变氧离子入射角度,可以调节中性原子氧的能量和反射后的角分布。在测试室中,放置一台接分球,当试样经过原子氧作用后,在保持真空的条件下,对试验的反射率(R)进行原位测量;然后,可以继续对试样进行原子氧试验。

        本发明与现有技术相比的优点在于:能够连续进行长时间原子氧试验;试验时,原子氧通量密度高,可大幅度缩短试验时间;试样架上有4个安装位置,同时装入4个试样,可提高试验效率,节约试验成本;可真空条件下,原位测试试样的反射率,提高了试验的可靠性。

        【附图说明】

        图1-同轴微波源原子氧地面模拟试验设备

        图1中,1-微波源,2-波导及同轴转换系统,3-供氧系统,4-放电腔,5-磁体,6-中性化板,7-试样架,8-积分球,9-测试室。

        【具体实施方式】

        如图1所示,一种同轴微波源原子氧地面模拟设备,由微波源,波导及同轴转换系统,供氧系统,放电腔,磁体,中性化板,试样架,积分球,测试室等部分组成。主要功能是对材料进行上面原子氧模拟试验,评价材料在原子氧环境中的性能。

        微波源1产生150~1500W可调的微波能量,经过波导传输及同轴转换系统2,将微波能量直接耦合到放电腔4中。供氧系统将99.9%的纯氧送入到放电腔中,并维持2×10-1Pa的真空度;氧分子在微波能的作用下,离解为高密度氧等离子体。磁体5中通入100安培左右的直流电流,在磁体中心产生约900高斯的强磁场。氧等离子体在磁场的约束下,形成氧等离子体束。中心化板6上加10伏的直流负偏压,将等离子体中的氧离子引出,并加速氧离子,使其获得10eV的定向能量。被加速的氧离子撞击到中性化板上,获得电子后还原为原子态的氧,并保留入射能量的大部分从中性化板上反射。在反射方向形成能量为3~8eV、通量密度最大可达到3×1016atoms/cm2·s原子氧束并辐照到试样架7上,对材料试样进行原子氧作用,达到评价材料在原子氧环境中使用性能的目的。

        实施例

        利用本发明,对白漆(2个试样)、聚酰亚胺和F46三种材料同时进行了原子氧试验,结果见表1。

        表1三种材料的反射率原位测量结果

        从表1可见,设备能够用在较大的原子氧通量密度(1.06×1016atoms/cm2·s)进行材料试验;可以同时装入4个试样,极大地

        提高了试验效率;试验过程中,能够在真空条件下,原位测试材料的反射率,提高了试验的可靠性。

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