CN201336744Y - 聚束极和加速阳极相互位置可调的环形电子枪 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种聚束极和加速阳极相互位置可调的环形电子枪，包括：环形体的电子枪上、下加速阳极支架，分别固定安装在电子束单晶熔炉内的炉体下副室内设定的位置上；一对环形体的电子枪上、下加速阳极，分别固定在电子枪上、下加速阳极支架上，一环形体的聚束极，套设在电子枪上加速阳极外且立于电子枪下加速阳极的上方，聚束极与上加速阳极间形成漂移室；一可发射出电子的阴极钨丝，置于漂移室内，由外接高压电源为其提供加速电压。为避免电子枪各部件因温度过高发生变形或损坏，在电子枪上、下加速阳极和聚束极内开设冷却水管道，其可以改进现有环形电子枪，使得电子枪聚焦性能更好，有效的保证了电子束更好地聚焦在被熔炼的物料上。

Description

聚束极和加速阳极相互位置可调的环形电子枪

技术领域

本实用新型涉及一种聚束极和加速阳极相互位置可调的环形电子枪。

背景技术

电子束区域熔炼技术具有熔区窄、能量密度高以及熔区内平均温度梯度大等优点，已被成功地用于W、Mo、Ta、Nb、Zr、Hf等难熔金属、难熔金属间化合物、活泼金属及其合金的提纯及单晶。

电子束单晶熔炉是高能束技术在金属冶炼中的应用，其主要工作原理是电子枪(阴极)通过加热发射的电子在高压静电场的加速下形成高能电子束，电子束通过聚焦后轰击要熔炼的金属，使高熔点金属熔化。电子束熔炼因熔炼金属纯度高、效率较高等优点而应用于金属冶炼领域，随着计算机技术及其它新技术的发展，加速了电子束熔炼在工业中的应用。

电子枪作为电子束区熔炉的核心部件，不但是发射电子的电子源，而且产生所需要的电子束，其性能的好坏直接影响着电子束区熔炉性能的好坏。因此，研制高性能的电子枪对提高电子束区熔炉的性能具有重要意义。

目前国外在环形电子枪的研究和设计方面都比较完善，但是西方国家对我国实行严密的技术封锁和保密，因此很难见到有关环形电子枪设计和制造的报道和专利；国内只有研究机构和大学拥有电子束区熔炉，并且都是从国外引进或几十年前自行设计制造的。

国内目前已有的环形电子枪由于加速极和聚束极之间的距离是不可调的，故不能保证电子束及时有效的调整聚焦在被熔炼的物料上，实属其缺陷所在。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种聚束极和加速阳极相互位置可调的环形电子枪，其可以改进现有环形电子枪的性能。

为实现上述目的，本实用新型采取以下设计方案：

一种聚束极和加速阳极相互位置可调的环形电子枪，其包括：

一对环形体的电子枪上、下加速阳极支架，分别上、下固定安装在电子束单晶熔炉内的炉体下副室内设定的位置上；

一对环形体的电子枪上、下加速阳极，分别固定在电子枪上、下加速阳极支架上；

一环形体的聚束极，套设在电子枪上加速阳极外且立于电子枪下加速阳极的上方，聚束极与上加速阳极间形成漂移室；

一可发射出电子的阴极钨丝，置于漂移室内，由外接高压电源为其提供加速电压。

为避免电子枪各部件因温度过高发生变形或损坏，在电子枪上、下加速阳极和聚束极内分别开设冷却水管道。

本实用新型通过对电子枪的聚束极和加速阳极相互位置的调整，可以实现电子枪聚焦的调整，使得电子束更好地聚焦在被熔炼的物料上。

本实用新型的优点是：

1.电子枪固定的支架，可根据需要调整安装位置，方便；

2.电子枪聚焦性能好，加速级和聚束极之间的距离可以通过螺纹连接进行调整，从而改善电子枪的聚焦情况，保证电子束更好地聚焦在被熔炼的物料上。

3.加速阳级和聚束极内通有循环冷却水，使电子枪的各个部件工作在比较低的温度状态，可避免电子枪各部件因稳定过高发生变形或损坏。

附图说明

图1为本实用新型聚束极和加速阳极相互位置可调的环形电子枪结构示意图

图2为聚束极和加速阳极相互位置可调的环形电子枪使用安装示意图

具体实施方式

如图1所示，本实用新型聚束极和加速阳极相互位置可调的环形电子枪包括有：环形体状的电子枪上、下加速阳极支架10、8，环形体的电子枪上、下加速阳极3、6，环形体的聚束极5，可发射出电子的阴极钨丝4组合构成。

所述的环形体状的电子枪上、下加速阳极支架10、8可分别固定安装在电子束单晶熔炉内的炉体下副室内设定的位置上，参见图2。

所述的环形体状的电子枪上、下加速阳极3、6分别固定(可以螺接)在电子枪上、下加速阳极支架上。其中电子枪上加速阳极3横截面呈“J”型为佳，电子枪下加速阳极横截面呈“L”型为佳，参见图1中所示的电子枪上、下加速阳极3、6的横截面结构示意。

所述的环形体状的聚束极5套设在电子枪上加速阳极3之外且立于电子枪下加速阳极6的上方，聚束极5与上加速阳极3间形成漂移室。其中为配合电子枪上、下加速阳极3、6的形状设计，本实施例中环形体的聚束极较佳形态为：其横截面内侧上带有向内弯曲块，且其横截面内侧下段带有螺纹状开槽。

所述的环状阴极钨丝4，置于聚束极5与上加速阳极3间形成的漂移室内。

为避免电子枪各部件因温度过高发生变形或损坏，在电子枪上、下加速阳极开设相互联通的冷却水管道9，在聚束极内开设冷却水管道11。

参见图1、图2，工作时，电子枪上、下加速阳极支架10、8是可根据需要调整安装位置的，一旦安装，进行区熔时则固定不动，但物料(即图中的上籽晶杆1、试样2和下籽晶杆7)可以上下平稳移动和旋转；电子枪的阴极钨丝4发射电子，由外接的高压电源为其提供加速电压，使之能够发射足够多的电子。聚束极用来聚焦电子枪发射出的电子，使之能够准确轰击被熔化的试样(一般为料棒状)。一对加速阳极使经过聚焦的电子束进一步加速。由于本实用新型对电子枪上、下加速阳极及聚束极构造形态的设计及位置可调的设计，使得电子枪聚焦性能更好，有效的保证了电子束更好地聚焦在被熔炼的物料上。

上述各实施例可在不脱离本实用新型的范围下加以若干变化，故以上的说明所包含及附图中所示的结构应视为例示性，而非用以限制本实用新型的申请专利范围。

Claims (6)

1、一种聚束极和加速阳极相互位置可调的环形电子枪，其特征在于包括：

一对环形体的电子枪上、下加速阳极支架，分别上、下固定安装在电子束单晶熔炉内的炉体下副室内设定的位置上；

一对环形体的电子枪上、下加速阳极，分别固定在电子枪上、下加速阳极支架上；

一环形体的聚束极，套设在电子枪上加速阳极外且立于电子枪下加速阳极的上方，聚束极与上加速阳极间形成漂移室；

一可发射出电子的阴极钨丝，置于漂移室内，由外接高压电源为其提供加速电压。

2、根据权利要求1所述的聚束极和加速阳极相互位置可调的环形电子枪，其特征在于：在电子枪上、下加速阳极开设冷却水管道；在聚束极内亦开设冷却水管道。

3、根据权利要求1所述的聚束极和加速阳极相互位置可调的环形电子枪，其特征在于：所述环形体的电子枪上加速阳极横截面呈“J”型。

4、根据权利要求1所述的聚束极和加速阳极相互位置可调的环形电子枪，其特征在于：所述环形体的电子枪下加速阳极横截面呈“L”型。

5、根据权利要求1所述的聚束极和加速阳极相互位置可调的环形电子枪，其特征在于：所述环形体的聚束极横截面内侧上带有向内弯曲块。

6、根据权利要求5所述的聚束极和加速阳极相互位置可调的环形电子枪，其特征在于：所述环形体的聚束极横截面内侧下段带有螺纹状开槽。

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