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作者：束民涛;王国栋;徐壮壮;姚吉恺;钱都;
单位：合肥工业大学机械工程学院真空工程系;北京空间机电研究所;
摘要：碘作为空间推进器中极具发展潜力的工质，近些年备受关注。与氙气不同，碘工质放电的产物较为复杂，主要是I~+,同时还包含了少量的I~-、I_2~+、I_2~+和I3+。虽然多价离子的含量较少，但对推力器的工作性能存在着不小的影响。文章基于等离子体放电建立二维轴对称模型，分别研究了质量流量、射频功率以及背景压力对两种主要电离产物I~+、I_2~+的影响。质量流量为20～70 mL/min，随着质量流量的增加，I~+略微降低，I_2~+略微增加。射频功率为100～650 W，随着射频功率的增加，I~+迅速增加，I_2~+略微减小。背景压力在0.001～0.1 Torr时，随着背景压力的增加，I~+先是快速增加，在p0=0.015 Torr左右，开始减小；I_2~+一直维持缓慢增加。在忽略电离损耗的前提下，对三个影响因素进行全因子实验设计分析（DOE），得出质量流量在60 mL/min，射频功率在150 W，背压在0.015 Torr时，得出最优产物中I_2~+:I~+=0.204094，与仿真结果 I_2~+:I~+=0.205069，误差为0.48%。
关键词：射频离子推力器;DOE;碘工质;ICP
基金资助：国家重点研发计划项目(2022YFE03010001)
