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

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

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 лнеобходимого 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

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

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