掺杂吸收剂对激光烧蚀GAP推进性能的影响

• 作者: 刘昭然 周伟静 窦志国 罗乐乐
• 来源期刊: 推进技术
• 学科: 工学
• 关键词: 激光烧蚀微推力器 纳米碳粉 红外染料 GAP 推进性能 真空
• 年，卷（期）: 2018,（11）
• 所属期刊栏目: 电推进和其它推进
• 页码范围: 2615-2623
• 页数: 9页
• 分类号: V439|TH823
• 语种: 中文
• DOI: 10.13675/j.cnki.tjjs.2018.11.026

摘要

对激光烧蚀微推力器而言,聚合物靶材的激光烧蚀推进性能至关重要.为了研究掺杂剂对靶材推进性能的影响,寻找优化靶材性能的方法,以含能聚合物聚叠氮缩水甘油醚(GAP)作为烧蚀靶材,以纳米碳粉和红外染料作为掺杂剂,采用高精度扭摆、能量计和高倍显微镜测量的方法,以冲量耦合系数、比冲和能量转化效率参数作为量化指标,改变聚合物的掺杂浓度、靶材厚度以及激光入射方式,对掺杂不同吸收剂后的GAP的推进性能进行了研究.结果表明:纳米碳粉以局部热区的形式加速聚合物的气化分解,推进性能受掺杂浓度的影响较小;掺杂纳米碳粉的GAP表现为面吸收特性,随着靶材厚度增加,喷射产物的气化程度降低,聚合物推进性能下降;较薄的掺杂纳米碳粉的GAP的等离子体阈值低,表现出高比冲和高能量转化效率,其中能量转化效率最优值接近300％,适合作为透射式激光烧蚀微推力器的烧蚀靶材.红外染料对1064nm波长的激光具有较好的吸收性能,掺杂红外染料使GAP对激光能量的吸收增强,化学能释放更充分;聚合物的推进性能对红外染料的掺杂浓度十分敏感,在掺杂浓度为5％时性能表现优秀;不同浓度红外染料掺杂下GAP的烧蚀深度不同,当靶材的厚度与烧蚀深度相近时,GAP的推进性能表现最好.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	周伟静	航天工程大学激光推进及其应用国家重点实验室	13	1	1.0	1.0
2	罗乐乐	航天工程大学激光推进及其应用国家重点实验室	3	0	0.0	0.0
3	窦志国	航天工程大学激光推进及其应用国家重点实验室	5	0	0.0	0.0
7	刘昭然	航天工程大学激光推进及其应用国家重点实验室	2	0	0.0	0.0