| 掺杂吸收剂对激光烧蚀GAP推进性能的影响 |
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| 引用本文： | 罗乐乐,窦志国,周伟静,刘昭然.掺杂吸收剂对激光烧蚀GAP推进性能的影响[J].推进技术,2018,39(11):2615-2623. |
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| 作者姓名： | 罗乐乐 窦志国 周伟静 刘昭然 |
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| 作者单位： | 航天工程大学激光推进及其应用国家重点实验室;航天工程大学训练部;湖北航天化学技术研究所;;广东省中药研究所;广东本...;中国中医科学院中药资源中...;山东省临沂市农业科学院;;南京理工大学;上海新力动...;中国航天科技集团公司四院...;青阳县种植业局;;南京理工大学化工学院;;中国科学院动物研究所;中...;上海市农业科学院农产品质... |
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| 基金项目： | 国家自然科学基金(11602304)。 |
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| 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。
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| 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 |
| 收稿时间： | 2017/10/21 0:00:00 |
| 修稿时间： | 2017/12/20 0:00:00 |
Effects of Different Dopants on Laser Ablation
Propulsion Performance of GAP |
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| LUO Le-le,DOU Zhi-guo,ZHOU Wei-jing and LIU Zhao-ran.Effects of Different Dopants on Laser Ablation
Propulsion Performance of GAP[J].Journal of Propulsion Technology,2018,39(11):2615-2623. |
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| Authors: | LUO Le-le DOU Zhi-guo ZHOU Wei-jing and LIU Zhao-ran |
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