JPS5866242A - 移動式プラズマ電子ビ−ム発生装置 - Google Patents
移動式プラズマ電子ビ−ム発生装置Info
- Publication number
- JPS5866242A JPS5866242A JP16341781A JP16341781A JPS5866242A JP S5866242 A JPS5866242 A JP S5866242A JP 16341781 A JP16341781 A JP 16341781A JP 16341781 A JP16341781 A JP 16341781A JP S5866242 A JPS5866242 A JP S5866242A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- power supply
- electron beam
- cathode
- plasma electron
- plasma
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/02—Details
- H01J37/04—Arrangements of electrodes and associated parts for generating or controlling the discharge, e.g. electron-optical arrangement, ion-optical arrangement
- H01J37/06—Electron sources; Electron guns
- H01J37/077—Electron guns using discharge in gases or vapours as electron sources
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Welding Or Cutting Using Electron Beams (AREA)
- Electron Sources, Ion Sources (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
この発明線移動式プラズマ電子ビーム発生４１ｔに関す
るものである。
るものである。
一般に、金属の溶接、溶融や加工、高温化学反応および
プラズマ風胴等にプラズマ電子ビームを使用することは
知られておシ、それぞれの応用分野に適したプラズマ電
子ビーム発生装置が開発され、実用化されている。との
よりなゾ’ｙ／ｅマ電子を一ム発生装置において、プラ
ズマ電子ビームの安定な作動条件は雰囲気ガスすなわち
プラズマガスの種類、圧力およびプラズマ電子ビーム銃
（カッ−Ｐ）とプラズマ電子ビームを受ける対象物すな
わち被処理物との間の距離によって変化し、雰囲気ガス
は通常アル♂ンやヘリウム等の不活性ガスで、その圧力
はＩ Ｘ １０−” 〜Ｉ ＱＴｏｒｒ ９度であシ、
また銃と被処理物との距離は作業性に応じて任意に調整
され、そして電気的条件としては電圧２０〜ｔｏｏｖ
ｓ度の直流が用いられる。このためプラズマ電子Ｃ−ム
銃の電源には最大電圧１５０ｖ１ｍ度の直流源が多く用
いられている。
プラズマ風胴等にプラズマ電子ビームを使用することは
知られておシ、それぞれの応用分野に適したプラズマ電
子ビーム発生装置が開発され、実用化されている。との
よりなゾ’ｙ／ｅマ電子を一ム発生装置において、プラ
ズマ電子ビームの安定な作動条件は雰囲気ガスすなわち
プラズマガスの種類、圧力およびプラズマ電子ビーム銃
（カッ−Ｐ）とプラズマ電子ビームを受ける対象物すな
わち被処理物との間の距離によって変化し、雰囲気ガス
は通常アル♂ンやヘリウム等の不活性ガスで、その圧力
はＩ Ｘ １０−” 〜Ｉ ＱＴｏｒｒ ９度であシ、
また銃と被処理物との距離は作業性に応じて任意に調整
され、そして電気的条件としては電圧２０〜ｔｏｏｖ
ｓ度の直流が用いられる。このためプラズマ電子Ｃ−ム
銃の電源には最大電圧１５０ｖ１ｍ度の直流源が多く用
いられている。
しかし亀から、このよう表電源では、カソード低電状態
す表わち熱電子放出の少ない状態の場合プラズマ電子−
一ム銃を作動さ誓ることは困難である。その究め普通高
周波電圧を重畳させて放電を促進させ、カッーＰＯ温度
で高温にまで予熱する必要がある。このような高周波放
電による従来のプラズマ電子ンーム銃においては、本来
安定してプラズマ電子ビームが発生すべきはずのカソー
ドからだけでなく、その他の部位から電子ビーム発生時
に異常な放電が発生し易くプラズマ電子ビームは不安定
となる。このため、従来この種のプラズマ“電子ビーム
銃では異常な放電を防止するため非常に複雑な電気的絶
縁手段が施されている。
す表わち熱電子放出の少ない状態の場合プラズマ電子−
一ム銃を作動さ誓ることは困難である。その究め普通高
周波電圧を重畳させて放電を促進させ、カッーＰＯ温度
で高温にまで予熱する必要がある。このような高周波放
電による従来のプラズマ電子ンーム銃においては、本来
安定してプラズマ電子ビームが発生すべきはずのカソー
ドからだけでなく、その他の部位から電子ビーム発生時
に異常な放電が発生し易くプラズマ電子ビームは不安定
となる。このため、従来この種のプラズマ“電子ビーム
銃では異常な放電を防止するため非常に複雑な電気的絶
縁手段が施されている。
その結果このように構成された装置を例えば真空槽内で
使用する場合、電気導線、冷却用の冷媒ホースおよびプ
ラズマ電子ビームを発生させるために供給するプラズマ
ガス用ホース等を装着したプラズマ電子ビーム銃を移動
させて作動させることは困難である。
使用する場合、電気導線、冷却用の冷媒ホースおよびプ
ラズマ電子ビームを発生させるために供給するプラズマ
ガス用ホース等を装着したプラズマ電子ビーム銃を移動
させて作動させることは困難である。
この発明の目的は、上述のよう外従来装置に伴なうプラ
ズマ電子ビーム発生初期の異常放電を減少すると共に真
空槽内で移動して使用できる改良型のプラズマ電子ビー
ム発生装置を提供することにある。
ズマ電子ビーム発生初期の異常放電を減少すると共に真
空槽内で移動して使用できる改良型のプラズマ電子ビー
ム発生装置を提供することにある。
この目的で、この発明による装置においてはカソード予
熱用電源すなわちスタート用電源として高周波電源を用
いず、中空陰極グロー放電を発生する直流電源が使用さ
れ、これによシ異常放電を防止してカソードからのみ安
定し几プラズマ電子ビームを発生させることができる。
熱用電源すなわちスタート用電源として高周波電源を用
いず、中空陰極グロー放電を発生する直流電源が使用さ
れ、これによシ異常放電を防止してカソードからのみ安
定し几プラズマ電子ビームを発生させることができる。
使用するスタート用の直流電源は好ましくは電圧４００
〜６００ Ｖ、低電流で、カソードが赤熱すればよい。
〜６００ Ｖ、低電流で、カソードが赤熱すればよい。
この発明の一実施例によれば、無負荷電圧がタウンゼン
ト放電の発生する電圧６００Ｖ。
ト放電の発生する電圧６００Ｖ。
定格電圧が中空陰極グロー放電の発生する電圧２５０Ｖ
′％定格電流が２０〜５０Ａである直流電源が使用され
得る。
′％定格電流が２０〜５０Ａである直流電源が使用され
得る。
この発Ｆ！ＡＫよれば、カソード予熱用電源として従来
使用されてきた高周波電源の代シに直流電源を使用する
とＡＫよシ、プラズマ電子ビーム発生時初期の異常放電
を減少することができ、従って従来必要であった複雑な
電気的絶縁処理を施す必要がなく、プラズマ電子ビーム
銃の電気的絶縁処理が簡単となシ、ゾ２ズｉ電子ビーム
銃自体の構造が簡票化され、その結果製造コストが低減
でき、ｔｘ異常放電の減少によシ銃の寿命が長くなると
同時に信頼性が向上する。さらに、電気絶縁手段の簡単
化によシ、電気導線やプラズマガスおよび冷却水等用の
各種ホース類の真空内での取付けが可能となシ、それに
よってプラズマ電子ビーム銃を槽内移動式に構成するこ
とができる。その結果、従来例えば長尺ものを溶解する
場合等溶解物を移動させる几め比較的大きな真空槽を必
要としてい几ものを長尺ものの溶解等でも真空槽の形状
を小型化することができる。
使用されてきた高周波電源の代シに直流電源を使用する
とＡＫよシ、プラズマ電子ビーム発生時初期の異常放電
を減少することができ、従って従来必要であった複雑な
電気的絶縁処理を施す必要がなく、プラズマ電子ビーム
銃の電気的絶縁処理が簡単となシ、ゾ２ズｉ電子ビーム
銃自体の構造が簡票化され、その結果製造コストが低減
でき、ｔｘ異常放電の減少によシ銃の寿命が長くなると
同時に信頼性が向上する。さらに、電気絶縁手段の簡単
化によシ、電気導線やプラズマガスおよび冷却水等用の
各種ホース類の真空内での取付けが可能となシ、それに
よってプラズマ電子ビーム銃を槽内移動式に構成するこ
とができる。その結果、従来例えば長尺ものを溶解する
場合等溶解物を移動させる几め比較的大きな真空槽を必
要としてい几ものを長尺ものの溶解等でも真空槽の形状
を小型化することができる。
以下この発明を添付図面を参照してさらに説明する。
第１図にはこの発明による装置の電気回路を示し、ＭＳ
は主電源であ°シ、その定格電圧は使用ガスの種類およ
びカンード、Ｃ人と被処理物人Ｔとの間の距離によって
決められ、例えばＤ０２５〜１００Ｖに選定され、また
定格電流線被処理物人Ｔの容量によシ決められ得る。
は主電源であ°シ、その定格電圧は使用ガスの種類およ
びカンード、Ｃ人と被処理物人Ｔとの間の距離によって
決められ、例えばＤ０２５〜１００Ｖに選定され、また
定格電流線被処理物人Ｔの容量によシ決められ得る。
この主電源Ｍ８と並列にカソードＯＡと被処理物人Ｔと
の端子間にスタート用の直流電源Ｓ８が設けられ、この
直流電源の定格電圧は上述のように中空陰極グロー放電
の発生する電圧に設定され、また定格電流はカッーＰｃ
人の大きさに応じて決められ石、また第１図においてｓ
ｗはスタート用直流電源８８の作動用のスイッチである
。
の端子間にスタート用の直流電源Ｓ８が設けられ、この
直流電源の定格電圧は上述のように中空陰極グロー放電
の発生する電圧に設定され、また定格電流はカッーＰｃ
人の大きさに応じて決められ石、また第１図においてｓ
ｗはスタート用直流電源８８の作動用のスイッチである
。
第２図にはこの発明による装置の要部の構成を概略的に
示す、第２図において、１は真空槽の壁でＬＪ）、２は
例えばアルジンやヘリウム等の不活ｔｆスまたはこれら
にＨ８やＮ、を混合し比ものであシ得るプラズマガス供
給用の管であシ、その一端２１は電気絶縁性の可動ホー
ス３を介して外部供給源（図示してない）連結され、ま
た他端２ｂｄ開放しておシ、そしてカン−Ｐ４に連接し
ている。
示す、第２図において、１は真空槽の壁でＬＪ）、２は
例えばアルジンやヘリウム等の不活ｔｆスまたはこれら
にＨ８やＮ、を混合し比ものであシ得るプラズマガス供
給用の管であシ、その一端２１は電気絶縁性の可動ホー
ス３を介して外部供給源（図示してない）連結され、ま
た他端２ｂｄ開放しておシ、そしてカン−Ｐ４に連接し
ている。
５はプラズマガス供給用の管２の周囲に設けられた電極
で、その内部に冷却用通路６を備えておシ、この冷却用
通路６には冷却水供給用の電気絶縁性の可動ホース７か
ら冷却水が供給され、上記通路６内を循環した冷却水は
可動ホース７と同様な冷却水排出用の可動ホース８がら
排出される。このようにして構成された電極組立体すな
わちプラズマ電子ビーム銃はアルミナ等の無機質材料か
ら成る電気絶縁部材９を介して可動の支持部材１ｏによ
って真空槽内に移動可能に挿置される。また１１は真空
槽の壁１に取付けられ几ベークライト等有機材料でよい
絶縁リングでこのリング１１を通って可動電気リード線
１２が電極５に接続される。
で、その内部に冷却用通路６を備えておシ、この冷却用
通路６には冷却水供給用の電気絶縁性の可動ホース７か
ら冷却水が供給され、上記通路６内を循環した冷却水は
可動ホース７と同様な冷却水排出用の可動ホース８がら
排出される。このようにして構成された電極組立体すな
わちプラズマ電子ビーム銃はアルミナ等の無機質材料か
ら成る電気絶縁部材９を介して可動の支持部材１ｏによ
って真空槽内に移動可能に挿置される。また１１は真空
槽の壁１に取付けられ几ベークライト等有機材料でよい
絶縁リングでこのリング１１を通って可動電気リード線
１２が電極５に接続される。
このようにこの発明においては従来必要とされてきた電
極全体を覆う絶縁部材を省略することができ、プラズマ
ガスおよび冷却水の供給を例えばナイロンやテフロン製
の可動性ホースを用いて行なうことによって移動して使
用することができる。
極全体を覆う絶縁部材を省略することができ、プラズマ
ガスおよび冷却水の供給を例えばナイロンやテフロン製
の可動性ホースを用いて行なうことによって移動して使
用することができる。
まｔ実験によれば従来の高周波方式では３〜４回に１回
スタートに失敗するのが、との発明の装置ではスタート
の失敗率を１／１０８度に減少することができた。
スタートに失敗するのが、との発明の装置ではスタート
の失敗率を１／１０８度に減少することができた。
さらに、プラズマ電子ビーム銃の製造コストを従来の高
周波駆動型のものに比べて１０〜２０９１減少すること
ができ、そしてまた破損し易い石英ガラスやアルミナ等
から成る電極被覆絶縁部材を省略できたことにより運転
費用のうち消耗品費用を２０〜３０９６減少することが
できた。
周波駆動型のものに比べて１０〜２０９１減少すること
ができ、そしてまた破損し易い石英ガラスやアルミナ等
から成る電極被覆絶縁部材を省略できたことにより運転
費用のうち消耗品費用を２０〜３０９６減少することが
できた。
第１図はこの発明による装置の電気回路図、第２図はこ
の発明による装置の要部を概略的に示す断面図である。 図中２：プラズマガス供給の管、４：カソー）１％５：
電極、６：冷却用通路、ＭＳ：主電源、ｓｓニスタート
用面直流電源。
の発明による装置の要部を概略的に示す断面図である。 図中２：プラズマガス供給の管、４：カソー）１％５：
電極、６：冷却用通路、ＭＳ：主電源、ｓｓニスタート
用面直流電源。
Claims (1)
- 一端が開放されてカノードに連接し、他端にプラズマガ
スの供給される管状電極組立体から成シ、プラズマに電
気エネルギを供給してプラズマ電子ビームを発生するよ
うに構成したプラズマ電子ビーム発生装置において、ス
タート用電源として中空陰極グロー放電を発生する直流
電源を設け、電極組立体を真空槽内で移動できるように
構成し穴ことを特徴とする移動式プラズマ電子ビーム発
生装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16341781A JPS5866242A (ja) | 1981-10-15 | 1981-10-15 | 移動式プラズマ電子ビ−ム発生装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16341781A JPS5866242A (ja) | 1981-10-15 | 1981-10-15 | 移動式プラズマ電子ビ−ム発生装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5866242A true JPS5866242A (ja) | 1983-04-20 |
| JPH0211975B2 JPH0211975B2 (ja) | 1990-03-16 |
Family
ID=15773496
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16341781A Granted JPS5866242A (ja) | 1981-10-15 | 1981-10-15 | 移動式プラズマ電子ビ−ム発生装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5866242A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011503801A (ja) * | 2007-11-06 | 2011-01-27 | アクセリス テクノロジーズ， インコーポレイテッド | イオンビーム注入装置用のプラズマ電子フラッドシステム |
-
1981
- 1981-10-15 JP JP16341781A patent/JPS5866242A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011503801A (ja) * | 2007-11-06 | 2011-01-27 | アクセリス テクノロジーズ， インコーポレイテッド | イオンビーム注入装置用のプラズマ電子フラッドシステム |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0211975B2 (ja) | 1990-03-16 |
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