Файл: Носков Д.А. Электронно-ионное оборудование технологического назначения.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 24.07.2024
Просмотров: 133
Скачиваний: 0
В oooxseiQSBVH о назначением и требовпнигми к диаметру пучка и его мощности д..я QOG технологического назначения , равраоотано неокод*"о гидов пушек. В любом случае одним из условий начального формирования пучк" является придание правильной геометрии ганинруищей поверхности, участвующе" вмеоте о катодным электродом в формирования необходимой для формирования пучка конфигурации . лектрического поля. Геометрия твердого гииттера может быть выдержана с доста точной точностью в процессе изготовления. В Разменных ис точника для формирования граница .окоогбора при заданных геометрических paavpax выпускных каналов прибегают в из менению параметров и режимов разряда, с помощью которого поддерживается гчазма.
Как электронная, так и ионная пушка должны обеспечи вать максимальное токопрохождение, должны выдерживать под вое ускоряющее напряжение без пропоев, фокусировать пото.. частиц в л"Ч необходимого диаметра, обеспечивать требуемую мощность пучка при заданном ускоряющем чалр^яении.
Основными параметрами пушек, являются ускоряющее напря жение, ток з пуча», компрессия - отношение плотности тока
эмиссии катода к плотнооти тока в миндальном сечении |
(в |
||
кроссовере), полная проводимость (первеано) - огношенае |
|||
тока пучка к ускоряющему наг_-яжению в степени 3/2, |
а |
""ав- |
|
же яркость ис^очнмы частиц - плотность тока в единице |
|||
тел*оного |
угла. Для характеристики некоторчх типов |
пушек |
|
в качестве |
параметров приводится плотность мощности |
в |
пучке. При конструировании пуиек для плавки, сварки и дру гих технологических операций, связанных о нагревом пучком большой мощности, стремятся к увеличению первеанса, а при разработках пушек для электронно-эрозионной обработки добиваются высокой плотности мощности в наименьшем оече- нна луча. В настоящее время в технологических установках общего навначения (нагрев, плавка, сварка) широко исполь зуются пушки Парса, в мощных плавильных установках - кольг цевые нагреватели и магветронные пушки, а для получения,
пучков малого |
диаметра специальные |
длин«офокусные пушка. |
||||
В основу |
расчета пушек |
с |
высоким |
первеанооч большой |
||
^затностью |
пространственного |
заряда |
в |
п^чке положен ме |
||
тод Пирса, |
предполагавши |
со ада Е не |
поля такой ковфнгура- |
|
- |
5? |
- |
|
цяи |
в пространстве «под |
- катод, иря которой компенсирует |
||
ся |
действие купо: твских |
сил |
растачивания электронов |
в |
пучке ао счет ^го пространственного зепядв.
{Инфигурация прикатэдного фокусирующего электроде и анода опреде. лется путей ко; -лированиг. нп электролитичес кой ванне. Аналитический путей получена конфигурация ка тодного электрода для пушен, генерирующей параллельный пу чок, в форма конуса о у: юм 67,5° к границе пучка. Для по лучения сходяпихоя пучков геометрия электродов может быть выбрана по универсальным графикам, приведенным на р и с . 3 - 2 - 2 ,
Схематическое изображение типовой пушки Пирса при ведено на рис . 3 - 2 - 1 . Такая система электродов известна как
Рис . 3 - 2 - 1 . Принципиальная |
Р и с 3 - 2 - 2 . |
Универсальные |
|||
схема |
электродоч сфериче |
графики |
для расчетов |
пушек |
|
ской |
пушки Пирса |
Пирса, |
б |
-первеанс |
пушки |
сферическая пушка, т . к . катод и анод являются частями |
сфе |
ры, причем радиус катода всегда больше радиуса г'ода . |
Прн- |
кзтодный электрод имеет более сложную конфигурацию, |
кото |
рая обеспечивает необходимую форму поля. |
|
Электрическое поле в промежутке катод - анод, аналогич |
|
ное нолю в пушках Пирса? моает быть получено в сиотене |
влек- |
тродок более простой конфигурации, изготовить которые зна чительно проще, чем сферические»
Одна мз таких душек, известная'как цуш-з ТренвлоЕ, и приведена Ва рис . 3 - 2 - 3 . Элемроди путле выполняются в виде цилиндров, размеры которых выбнраютей в соответствия о тре-
- 58 -
Ряс.3-2-3. Схе>'ч раополокеяяя электродов пушки о упроченной геометрией
4 |
- t |
|
if 2А
Рвс.З)г2-4. Графика для расчета .виновных размеров пумкя с упр^енной геонетряей ахектродев (пуякя Треневой)
бованяямя к параметрам пуч ка по кривым, представлен ным не рис.3-2-4.
Пуяки рас'шотренных та нов могут использоваться как самостоятельные элемен
ты технологических установок я как составные чаоти более олохны" электронно-оптичес ких систем. Одним из достояыств таких пушек является некрнт-:чнссть фокусирующих!
свойств |
к ускоряющему |
напря |
|||
жению. Благодаря |
этому |
для |
|||
литания |
пушек, предназначен |
||||
ных для электронного непра |
|||||
ва, можно использовать |
пе- |
||||
рема!.иое |
напряжение. Экспе |
||||
рименты по сварке |
|
показыва |
|||
ют, что |
качество |
шла |
оза |
||
ренного |
электронным лучог |
||||
при питании |
пушки |
перемен |
|||
ным напряженней не |
отлича |
||||
ется от шва, сваренного на |
|||||
постоянном |
:апряженк . |
|
|||
Для получения |
|
пучков |
|||
малого диаметре с |
|
большой |
|||
плотностью мощности разра |
|||||
ботаны так называемые длин |
|||||
нофокусные |
пушки, |
|
генери |
||
рующие оходящиеоя пучки с • |
|||||
малой плотностью |
тока. |
|
|||
На рис,?-2-5 |
показа |
||||
принцип устройства |
длинно |
||||
фокусных |
пуиек. Особенностью |
таких пушек являете, высокая электрическая прочность промежу*»- катод-анод я изоля тора, на котором крепится
- 59 -
Pic«3~2-5. Принцип устройства дшмофонусвнх nyneKi
I - т т о д ) 2-катодЕый |
электрод! |
3-кроссоввр{ ч-анод; |
5-пучок. |
Рве.3-2-6. Электронная пуяка для размерной обработка ма териалов тоннам пучком:
I-катодный уоел; 2-анод? 3-магнитная лвнз^..
катодный у м а . Нвобжодимость исшшьвоваяяя
высокого напряжения |
об |
||
условлена |
треоовеваян |
||
уме люнля |
диаметра |
|
|
пучка |
и пожучеяян вы |
||
сокой |
концентрацк* |
мок- |
|
аро*« |
в наимевьяея |
се |
|
чении |
пучка. |
|
До напряжений 100150 кв пушки конструяругтея с одним ускоря вшим промежутком (пер
вые три |
варианта), |
а |
на болей высокие |
на |
|
пряжения разрабатывает |
||
ся секционированные |
|
|
пушка, |
которые иногда |
|
вавываог ускэритедьны- |
||
11 трубке». |
|
|
Джвавофекусные |
|
|
вужкв могут использо |
||
ваться |
как двухэлект- |
|
редные |
неуправляемые |
пушки а как трехэлектродные пуш-я, в которых можно регулировать ток пучка. В первом случае прикатодный электрод соединен с катодом, а во втором - имеет авт-т номний вывод, черев ко торый на него подается необходимый потенциал.
Управляемые пушка широко используется в установках для сварка в размерной обработки ма териалов в импульсном