Аксиальная пушка
Cтраница 1
 |
Схема ЭЛУ с аксиальной пушкой. [1] |
Аксиальная пушка образует сильно сфокусированный электронный луч. Она имеет два катода. Основной катод / С представляет собой массивную вогнутую снизу вольфрамовую пластину диаметром 2 5 - 4 0 см, разогреваемую до 2300 - 2500 К электронной бомбардировкой от вспомогательного катода К, выполненного в виде нагреваемой током проволочной вольфрамовой спирали. Между обоими катодами приложено напряжение 3 5 - 5 0 кВ; вспомогательный катод относительно основного имеет отрицательный потенциал, так что основной катод является анодом для вспомогательного. Анод А имеет специальную форму с тем, чтобы создать в пространстве меж ду ним и катодом такое электрическое поле, которое сфокусировало бы электронный пучок так, чтобы он практически весь проходил через отверстие анода. [2]
Для нагрева испарителей применяют аксиальные пушки и пушки с плоскими ( ленточными) лучами. Проблема повышения долговечности катодов решается использованием систем поворота луча на 90 - 270, что позволяет удалить катод от зоны интенсивного испарения металла и предотвратить тем самым его эрозию при бомбардировке ионизированными парами. С этой же целью всю систему формирования луча часто помещают в замкнутый объем, откачиваемый независимо от рабочей камеры до более высокого вакуума, а электронный луч вводят в рабочую камеру через небольшие отверстия или щели. Металл испаряется из тиглей, которые снабжены системами непрерывной загрузки. Чаще всего применяют медные водоохлаждаемые, керамические, ме-таллокерамические или графитовые тигли. [3]
Из сказанного ясно, что только в печах с аксиальными пушками удается эффективно разделить по вакууму камеру пушки и плавильную камеру. [4]
В опытно-промышленном агрегате применены испарительные блоки мощностью 100 кВт, состоящие из двух керамических тиглей и четырех аксиальных пушек. Электронные лучи круглого сечения входят в рабочую камеру через небольшие отверстия, так что режим работы пушки не зависит от давления в вакуумной камере, скорости испарения и газовыделения при испарении. Магнитная отклоняющая система поворачивает луч на 180 и направляет его в тигель. Предусмотрено сканирование луча по поверхности расплава. Такое устройство предназначено для нанесения покрытий на непрерывно движущуюся стальную полосу шириной 400 - 600 мм. [5]
На рис. 151 показана электронно-лучевая гарнисажная промышленная установка 832 для литья тугоплавких металлов, в которой находятся четыре аксиальные пушки мощностью 120 кВт каждая. [6]
Исследованиями установлено, что вполне возможно осуществить работу электронной плавильной печи с двумя, тремя и большим количеством аксиальных пушек. [7]
 |
Схема прямого электронно-лучевого испарения из одного источника. [8] |
В настоящее время получили распространение два типа электронно-лучевых пушек для испарения материалов: аксиальные, формирующие осесимметричный пучок электронов; плосколучевые, преобразующие первоначальный плоский пучок электронов в цилиндрический. Аксиальные пушки обычно имеют две независимые электромагнитные линзы для фокусировки луча и управления им. Катод в аксиальных пушках выполнен в виде массивной шайбы из вольфрама или тантала и имеет косвенный нагрев. В плосколучевых пушках прямолинейный катод из вольфрамовой проволоки нагревают прямым пропусканием тока. [9]
 |
Аксиальная электронная пушка ЭПА-300. [10] |
Устойчивая работа в широком диапазоне давлений в технологической камере ( до 1 Па); возможность развертки электронного пучка практически по любому закону, позволяющая получить желаемое распределение температур по поверхности нагрева; глубокая регулировка мощности; разнообразие схем взаимной компоновки источника и объекта нагрева обеспечили пушкам этого типа, несмотря на относительную сложность их конструкции, наиболее широкое промышленное применение. Как правило, аксиальные пушки строятся по многокамерному принципу, при котором ЭОС и элементы системы проведения пучка размещаются в отдельных последовательно расположенных камерах с индивидуальным вакуумированием, и отличаются разнообразием конструктивных исполнений. [11]
Для испарения металла в непрерывных линиях применяют плосколучевые и аксиальные пушки с отдельной откачкой катодно-анодного узла. Для защиты от паров металла и брызг пушки располагают ниже уровня поверхности расплава или вдали от нее. Электронный поток, эмиттируемый разогретым вольфрамовым катодом, после фокусировки движется по искривленной траектории и попадает на поверхность испарителя. Для равномерного распределения мощности нагрева по поверхности металла электронный луч при помощи магнитной отклоняющей системы заставляют сканировать по поверхности расплава. [12]
Ввиду того что электронные печи работают при остаточном давлении порядка 10 - 5 мм рт. ст., а в электронных пушках необходимо поддерживать давление остаточных газов 5 - 10-в - 1 10 - 8 мм рт. ст., вакуумные системы электронных печей сложны. Кроме вьгсокова-куумной системы откачки рабочей камеры печи, здесь необходима еще высоковакуумная система откачки камеры пушки, а в случае аксиальных пушек - система промежуточной откачки из лучевода, соединяющего камеру пушки с камерой печи. [13]
 |
Схема прямого электронно-лучевого испарения из одного источника. [14] |
В настоящее время получили распространение два типа электронно-лучевых пушек для испарения материалов: аксиальные, формирующие осесимметричный пучок электронов; плосколучевые, преобразующие первоначальный плоский пучок электронов в цилиндрический. Аксиальные пушки обычно имеют две независимые электромагнитные линзы для фокусировки луча и управления им. Катод в аксиальных пушках выполнен в виде массивной шайбы из вольфрама или тантала и имеет косвенный нагрев. В плосколучевых пушках прямолинейный катод из вольфрамовой проволоки нагревают прямым пропусканием тока. [15]
Страницы: 1 2