微小卫星的迅速发展对工质提出了更高的要求。与传统气态氙工质采用超高压存储方式相比,碘工质以固态存储,极大地降低了储供系统的质量。此外,碘工质更为便宜,降低了发射成本。会切场推力器结构简单,质量小,寿命长,在小卫星应用方面具有很大的潜力。因此,研究碘工质会切场推力器具有重要意义。为了能够了解碘工质会切场推力器内部的等离子体参数分布,本课题首先建立了适用于碘工质的一维流体模型。本课题根据会切场推力器内部存在两条典型的电子路径将模型简化为一维,考虑了包括碘原子和碘分子电离反应,电荷交换反应等7种反应。模拟得到了碘工质会切场内部的参数分布,发现碘原子的一价电离反应,碘分子的解离反应及一价电离反应强度较大,对推力器内部物理过程有主要影响。推力器的加速区与氙工质类似,仍然位于出口处。但是,主电离区的位置向通道下游移动,这可能与碘工质的解离反应有关。初步模拟结果分析发现,当工质由氙更换为碘后,推力器内部电离过程出现了明显的差异。因此本课题利用一维流体模型研究了磁场位型(包括磁镜效应和磁场强度),结构参数(通道长度),工况和漏失电子比例对碘工质会切场推力器电离强度和主电离区位置的影响。分析发现,这些参数对电离过程的影响与氙工质下呈现出不同的特点,而这主要与碘分子的解离反应有关。这些研究对于了解推力器内部电离机理,设计会切场推力器的磁场位型,选取推力器的结构参数具有指导意义。通过模拟了解碘工质推力器参数分布后,本课题进行了碘蒸汽和航天器常用材料的相容性实验,继而根据实验结果建立了碘工质的储供系统和真空系统,便于开展碘工质的实验。初步的实验结果验证了建立系统的可靠性,但是还存在真空度低,碘罐不便拆卸,密封困难等问题。本课题利用24L/S的大功率机械泵作为前级泵,油扩散泵作为主抽泵代替了原先2L/S的机械泵作为真空机组。继而,采用了不锈钢碘罐加卡套密封的方式代替了原先石英玻璃罐的方案,解决了石英玻璃材质的管路容易碎,每次拆卸碘罐系统麻烦的问题。最后,本节设计更大尺寸的石英罐,采用法兰环密封方式,增加了实验设备的空间,解决了贯穿螺栓同心难的问题。由于碘工质常温下为固体,升华后才能进入推力器放电,因此本课题对整个管路系统进行热设计,采用PID温控仪对管路进行温度控制,使碘保持蒸汽的状态。此外,由于碘蒸汽温度较高,并且具有腐蚀性,因此常规的流量计不能控制其流量。因此本课题利用热节流管实现碘蒸汽流量的控制,并利用Ar进行标定。解决完这两个关键问题后,本课题利用之前建立的实验平台进行了碘工质会切场推力器点火实验,获得了碘工质会切场推力器的伏安特性曲线。