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霍尔推力器壁面材料二次电子发射模型及鞘层特性研究的任务书
任务书
题目：霍尔推力器壁面材料二次电子发射模型及鞘层特性研究
一、研究背景
随着航空航天事业的不断发展，对于推进系统的要求也越来越高，而在其中一个重要的推进系统霍尔推力器的壁面材料及鞘层特性研究，是提高霍尔推力器效率的关键。目前在高功率霍尔推力器中，二次电子发射成为了抑制电子渗漏的重要技术途径。而对于二次电子发射模型及鞘层特性的研究，对于实现电子发射的抑制和调控至关重要，以提高飞行器的性能和可靠性。
二、研究内容
本研究旨在对于霍尔推力器壁面材料内部的二次电子发射进行研究，并探讨其受鞘层特性影响因素，并开发出理论模型及仿真模拟，从而为实际应用中的材料设计及生产提供依据。
1.研究对象
本研究的研究对象为典型的霍尔推力器壁面材料及其鞘层特性。
2.研究内容
（1）二次电子发射机理的理论研究
针对不同壁面材料的二次电子发射行为，通过物理实验分析和数值模拟方法，探究其中的机理，建立相关理论模型，并提出一种应用于实际的可行方法。
（2）鞘层特性研究
研究鞘层对于二次电子发射的影响，包括鞘层厚度、材料等的参数优化，以及结合实际应用提出可行的改进方向和方法。
（3）模型建立及仿真验证
在本研究基础上，建立霍尔推力器壁面材料二次电子发射模型，以及壁面材料及鞘层特性参数的数学模型，利用仿真方法验证模型的正确性和可行性。
3.进度计划
本研究计划从2022年1月到2023年12月，具体进度如下：
1）2022年1月至6月：开展文献调研和数据收集；
2）2022年7月至10月：基于霍尔推力器壁面材料和鞘层特性进行实验研究和数据分析；
3）2022年11月至2023年4月：基于实验研究结果，开展理论建模研究；
4）2023年5月至8月：模型仿真分析及参数优化；
5）2023年9月至12月：研究报告编写和交流论文撰写。
三、研究方法
本研究采用的主要方法包括：
1.文献综述和数据收集：通过收集相关学术文献和实验数据，全面掌握霍尔推力器壁面材料和鞘层特性的相关信息。
2.物理实验和数值模拟：构建实验平台进行相关探究，并通过数值模拟方法得出更准确形象的推进器壁面材料经过鞘层后的二次电子发射行为。
3.理论建模研究及仿真模拟：基于前期的实验结果和相关数据，开展相应模型的建立和仿真模拟验证，形成完整的理论体系。
四、预期成果
1.针对霍尔推力器壁面材料二次电子发射行为的相关论文发表。
2.在霍尔推力器装置中试验所提出的模型，跨越板的温度梯度等交界面的各种非理想情况下，探索所提出的模型在实际应用中的可行性并评估其有效性。
3.提供合理的壁面材料及鞘层参数，为后续方案设计及优化提供依据。
五、经费预算
本研究预计需要10万元经费，用于实验仪器购置、样品制备及检测、数据分析和研究论文发表等方面。经费来源主要为学校和相关科研项目资助。
六、研究团队
本研究的主要研究团队由3名高校研究人员组成，分别从事实验研究、理论模型研究及仿真模拟分析。
七、参考文献
1.ZhangShuyan,GuZhaolin,YangJianhua.Analysisofsputteringandsecondaryelectronemissionbehaviorofwallmaterialsinhigh-powerHallthruster.ChineseJournalofTheoreticalandAppliedMechanics,2019,51(2):347-358.
2.YuanQuan,ZhangJie,ZhangYanqiao,etal.SimulationofsecondaryelectronyieldofinsulatormaterialinHallthruster.ActaPhysicaSinica,2018,67(6):065203.