
Advanced Cathodes for Next Generation Electric Propulsion Technology
Die hier vorgestellten Forschungsarbeiten untersuchten die Machbarkeit einer 6,4 mm großen Hohlkathode aus Lanthanhexaborid (LaB6) und Cerhexaborid (CeB6) für elektrische Antriebsanwendungen mit geringer Leistung (100-300 W).
Für die LaB6-Kathode wurden zwei Öffnungsgeometrien, eine Anodenkonfiguration, verschiedene Anoden- und Halterströme sowie eine Reihe von Durchflussraten getestet. Die CeB6-Kathode wurde denselben Tests unterzogen, mit Ausnahme der zweiten Düsengeometrie, die aus Zeitgründen nicht verwendet werden konnte.
Zu den erforderlichen Instrumenten gehören ein Oszilloskop zur Überwachung der Keeper- und Anodenspannungen, eine Langmuir-Sonde zur Messung der Elektronentemperatur, der Plasmadichte und des Plasmapotenzials für das Kopplungsplasma, Infrarot-Bildgebung zur Untersuchung der thermischen Eigenschaften jeder Kathode, Elektronenmikroskopie zur Analyse von Oberflächenverunreinigungen und Hochgeschwindigkeits-Bildgebung zur Beobachtung des Kopplungsplasmas. Das Oszilloskop, die Langmuir-Sonde und die Hochgeschwindigkeitskamera bestimmten den Betriebsmodus der Kathoden und lieferten Informationen, die auf einen stabilen Spot-Modus oder einen instabilen, zerstörerischen Plume-Modus hinwiesen.