[發(fā)明專利]一種適用于微牛級(jí)場(chǎng)發(fā)射電推進(jìn)系統(tǒng)的噴嘴加工工藝

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910068779.3
• 申請(qǐng)日: 2019-01-24
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109899261B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-06-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王玉容;孫雷蒙;涂良成;宋培義;匡雙陽(yáng);肖東陽(yáng)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華中科技大學(xué)
• 主分類號(hào): F03H1/00
• 分類號(hào): F03H1/00
• 代理公司: 華中科技大學(xué)專利中心 42201
• 代理人: 許恒恒;李智

1.一種適用于微牛級(jí)場(chǎng)發(fā)射電推進(jìn)系統(tǒng)的噴嘴結(jié)構(gòu)，主體是由噴嘴微管道組成的發(fā)射體陣列，其特征在于，在所述微管道的內(nèi)壁上均勻沉積有一維納米材料，所述發(fā)射體陣列的外表面上也沉積有一維納米材料；

所述噴嘴微管道包括噴嘴發(fā)射體尖端和推進(jìn)劑輸運(yùn)的微管道，該噴嘴發(fā)射體尖端即推進(jìn)劑出射口；該出射口的外表面區(qū)域沉積的一維納米材料形成眾多微型發(fā)射體；所述噴嘴微管道的內(nèi)管壁呈分段式兩兩連通，管口的等效直徑達(dá)亞微米級(jí)別。

2.如權(quán)利要求1所述適用于微牛級(jí)場(chǎng)發(fā)射電推進(jìn)系統(tǒng)的噴嘴結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述一維納米材料為納米管、納米線及納米棒中的至少一種。

3.如權(quán)利要求2所述適用于微牛級(jí)場(chǎng)發(fā)射電推進(jìn)系統(tǒng)的噴嘴結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述納米管為碳納米管或金屬碳化物納米管，所述納米線為金屬納米線、金屬氧化物納米線或金屬氮化物納米線；所述納米棒為金屬納米棒、金屬氧化物納米棒或金屬氮化物納米棒。

4.如權(quán)利要求1所述適用于微牛級(jí)場(chǎng)發(fā)射電推進(jìn)系統(tǒng)的噴嘴結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述噴嘴微管道是基于SOI硅片制作而成。

5.如權(quán)利要求1－4任意一項(xiàng)所述適用于微牛級(jí)場(chǎng)發(fā)射電推進(jìn)系統(tǒng)的噴嘴結(jié)構(gòu)加工方法，其特征在于，該方法是先通過(guò)光刻工藝對(duì)SOI硅片的頂層和背面分別進(jìn)行多次陣列圖形制作和刻蝕處理，得到噴嘴微管道的發(fā)射體陣列式結(jié)構(gòu)；該噴嘴微管道的內(nèi)管壁因多次刻蝕呈分段式兩兩連通；

接著，對(duì)所述發(fā)射體陣列式結(jié)構(gòu)的外表面和所述微管道的內(nèi)管壁包覆生長(zhǎng)緩沖層、催化層或籽晶層；然后再在所述緩沖層、催化層或籽晶層上生長(zhǎng)得到一維納米材料，從而得到適用于微牛級(jí)場(chǎng)發(fā)射電推進(jìn)系統(tǒng)的噴嘴結(jié)構(gòu)。

6.如權(quán)利要求5所述適用于微牛級(jí)場(chǎng)發(fā)射電推進(jìn)系統(tǒng)的噴嘴結(jié)構(gòu)加工方法，其特征在于，生長(zhǎng)所述緩沖層、催化層或籽晶層，具體是利用原子層沉積或水溶液法生長(zhǎng)；

當(dāng)所述一維納米材料為碳納米管時(shí)，具體是利用原子層沉積或水溶液法生長(zhǎng)所述催化層；在利用原子層沉積生長(zhǎng)所述催化層前，還需先利用原子層沉積生長(zhǎng)緩沖層；

當(dāng)所述一維納米材料為氧化鋅、氧化錳、氧化釩、氧化鎢、氧化鈦、氮化鈦或碳化鈦的納米線，或者為氧化鋅、氧化錳、氧化釩、氧化鎢、氧化鈦、氮化鈦或碳化鈦的納米棒時(shí)，具體是利用原子層沉積或水溶液法生長(zhǎng)ZnO或TiO₂的籽晶層。

7.如權(quán)利要求5所述適用于微牛級(jí)場(chǎng)發(fā)射電推進(jìn)系統(tǒng)的噴嘴結(jié)構(gòu)加工方法，其特征在于，所述一維納米材料的生長(zhǎng)具體是利用氣相沉積法或水溶液法；

當(dāng)所述一維納米材料為碳納米管時(shí)，具體是利用氣相沉積法生長(zhǎng)；所述氣相沉積法為PECVD或TCVD；

當(dāng)所述一維納米材料為氧化鋅、氧化錳、氧化釩、氧化鎢、氧化鈦、氮化鈦或碳化鈦的納米線，或者為氧化鋅、氧化錳、氧化釩、氧化鎢、氧化鈦、氮化鈦或碳化鈦的納米棒時(shí)，具體是利用水溶液法、電化學(xué)沉積或化學(xué)氣相沉積方法。

8.如權(quán)利要求5所述適用于微牛級(jí)場(chǎng)發(fā)射電推進(jìn)系統(tǒng)的噴嘴結(jié)構(gòu)加工方法，其特征在于，在進(jìn)行所述光刻工藝前，所述SOI硅片還經(jīng)過(guò)在有機(jī)溶液中的超聲波清洗與氧清洗。